高中物理安培力?安培力:是通電導線在磁場中受到的作用力。由法國物理學家安培首先通過實驗確定。可表述為:以電流強度為I的長度為L的直導線,置于磁感應強度為B的均勻外磁場中,安培力的方向垂直于由通電導線和磁場方向所確定的平面,且I、B與F三者的方向間由左手定則判定。任意形狀導線在均勻磁場中受到的安培力,那么,高中物理安培力?一起來了解一下吧。
第一題,那P就是安培力做的功。
第二題,可能你弄錯了安培力的方向。再仔細檢查一下電流方向和磁場方向。
安培力是電路產生的電流與磁場相互作用產生的力,它所做的功就是電路消耗的功。就好比電動車,通過安培力將電能轉化為機械能。做功是能量轉換的方式和途徑,是過程量。
教你一方法,做這類題目時,先明確物體初始能量P,到最后的能量U,是通過什么方式(做功、散熱)增加或減少W。P=U W。
我覺得關于能量轉化這一塊,只要思路清晰,其實很簡單。
在高中物理的選修三中,安培力做功與回路產熱(功能關系)是重要知識點。理解這一關系的關鍵在于能量守恒定律。首先,我們來解析公式及其含義。
公式:安培力做負功表示導體棒的能量減少。電源電池消耗的電能意味著電池能量的減少。相反,安培力做正功和電容器儲存的電能表示系統能量的增加。回路產生的焦耳熱則是能量轉換為熱能。
具體分析時,減少的能量等于增加的能量。負功的能量減少由安培力和電池消耗引起,而正功和電容器的充電增加了能量。回路中產生的焦耳熱進一步補充了能量的增加。
在教輔資料中常見簡化說法:安培力做的負功等于回路中產生的焦耳熱。這條件限制了安培力必須做負功,且電路中無電池和電容器參與能量轉換過程。
舉例部分展示了不同條件下的應用。無電源無電容情況下,金屬棒動能減少,焦耳熱為能量損失。有電源無電容時,電源消耗能量,金屬棒動能增加,焦耳熱為能量損失。有電容無電源時,電容器儲存能量,金屬棒動能減少,焦耳熱為能量損失。
通過這些例子,我們可以看到在不同條件下,安培力做功與回路產熱如何體現能量守恒原則。理解公式及其在不同情境下的應用,對于掌握這一概念至關重要。
高中物理《磁場對電流的作用》基礎知識總結及應用
磁場對電流的作用主要表現為安培力。當通電導線處于磁場中時,會受到一個與磁場方向垂直的力,即安培力。安培力的大小與磁感應強度B、電流I和導線的有效長度L成正比,用公式F=BILsinθ表示,其中θ為B與I的夾角。
當磁場與電流垂直時,安培力最大,等于F=BIL;若磁場與電流平行,則安培力為0。值得注意的是,某點的磁感應強度為零時,該點通電導線所受的安培力一定為零,反之亦然。
安培力的方向可用左手定則來判斷。將左手掌攤平,大拇指指向電流方向,其余四指指向磁感應強度B的方向,那么大拇指的指向即為安培力的方向。需要注意的是,安培力的方向一定與磁場和電流方向垂直,但磁場方向和電流方向并不一定垂直。
兩平行通電直導線間的作用力表現為同向電流相互吸引,反向電流相互排斥。
磁電式電表的工作原理基于磁感應強度沿半徑方向均勻分布。通電時,導線在安培力的作用下轉動,螺旋彈簧變形,表盤上的指針偏轉角度與通過線圈的電流成正比。
應用舉例:
1. 條形磁鐵上方固定通有垂直紙面向里的電流的直導線,下列正確的是D:磁鐵對桌面的壓力增大,受到桌面摩擦力的作用。
2. 通電矩形導線框與無限長通電直導線在同一平面內,正確選項為BC:線框有兩條邊所受安培力方向相同,線框所受安培力的合力朝左。
這是高中物理選修3-2的內容,安培力公式F=BIL,其中B、I、L三者相互垂直。B是導體棒所在區域磁感應強度,I是流過的電流,L是有效切割長度。判斷安培力的方向要用左手定則。
高中物理安培力的介紹
安培力的大小
⒈公式F=BILsinθ (θ為B與I夾角)
⒉通電導線與磁場方向垂直時,安培力最大;
⒊通電導線平行于磁場方向時,安培力為零;
⒋B對放入的通電導線來說是外磁場的磁感應強度
⒌式中的L為導線垂直于磁場方向的有效切割長度。
例如,半徑為r的半圓形導線與磁場B垂直放置,導線的的等效長度為2r,安培力的大小就是BI*2r 。
安培力的方向
⒈方向由左手定則來判斷。
⒉安培力總是垂直于磁感應強度B和電流I所決定的平面,但B、I不一定是垂直關系。
洛倫茲力f向安培力F推導
如果將上述的導線垂直放入磁場,那么每個電荷(基元電荷)受到的洛侖茲力為f=evB;
我們依然取上述長為l的一段導線,其中的電荷總數量依然是N=nV=nSL;
那么這段導線的所有電子的洛倫茲的合力為F=Nf=nSLevB;
在這里我們補充一下,所有的洛倫茲力f的方向是一致的,因此合力就是Nf。
利用(2)中I的推導公式I=neSv;將其帶入,
則有F=BIL,這就是安培力的公式。
我們有這樣的結論:
桿件所受到的安培力是其內部大量粒子所受到的洛侖茲力的宏觀表現。
洛倫茲力與安培力公式的比較
洛倫茲力f=Bvq;其描述的是某個粒子的受力情況。
以上就是高中物理安培力的全部內容,高中物理《磁場對電流的作用》基礎知識總結及應用 磁場對電流的作用主要表現為安培力。當通電導線處于磁場中時,會受到一個與磁場方向垂直的力,即安培力。安培力的大小與磁感應強度B、電流I和導線的有效長度L成正比,用公式F=BILsinθ表示,其中θ為B與I的夾角。當磁場與電流垂直時,安培力最大。