2020军队文职人员招聘物理知识点：通电导线在磁场中受到的力

定义

  　　安培力(Ampere's force)是通电导线在磁场中受到的作用力。由法国物理学家A·安培首先通过实验确定。

意义

　　安培力的重要意义在于，一方面进一步指出了电与磁的相互联系;另一方面是应用价值，电动机的工作原理就是基于安培力。

安培力做功的实质

　　起传递能量的作用，将电源的能量传递给通电直导线，而磁场本身并不能提供能量，安培力做功的特点与静摩擦力做功相似。

分析

　　磁场对电流的作用力通常称为安培力，为纪念法国物理学家安培研究磁场对电流的作用力的杰出的贡献。

　　通电导线在磁场中受到的作用力。电流为I、长为L的直导线。在匀强磁场B中受到的安培力大小为：

　　F=ILBsinα，其中α为(I,B)，是电流方向与磁场方向间的夹角。

　　安培力的方向由左手定则判定。对于任意形状的电流受非匀强磁场的作用力，可把电流分解为许多段电流元IΔL，每段电流元处的磁场B可看成匀强磁场，受的安培力为ΔF=IΔL·Bsinα，把这许多安培力矢量相加就是整个电流受的力。

　　应该注意，当电流方向与磁场方向相同或相反时，即α=0或π时，电流不受磁场力作用。当电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大为F=BIL。B是磁感应强度，I是电流强度，L是导线垂直于磁感线的长度。

　　安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力。磁场对运动电荷有力的作用，这是从实验中得到的结论。同样，当电荷的运动方向与磁场平行时不受洛伦兹力作用，也是从实验观察中得知。当电流方向与磁场平行时，电荷的定向移动方向也与磁场方向平行，所受洛伦兹力为零，其合力安培力也为零。

　　洛伦兹力不做功是因为力的方向与粒子的运动方向垂直，根据功的公式W=FScosθ，θ=90°时，W=0。而安培力是与导线中的电流方向垂直，与导线的运动方向并不一定垂直，一般遇到的情况大多是在同一直线上的，所以安培力做功不为零。