安培力和洛倫茲力的區別有哪些 安培力的方向判斷

高中知識
2023/4/12
洛侖茲力是指帶電粒子在磁場中受的力且永遠不做功,是安培力的微觀解釋。而安培力是指通電導線在磁場中受的力,是所有帶電粒子受的洛侖茲力的宏觀解釋。
安培力和洛倫茲力的區別
1、定義不同
安培力:磁場與電流之間的相互作用。
洛侖茲力:磁場與電荷的相互作用。
2、力的對象不同
安培力是磁場對通電導體所產生的力。
洛倫茲力是磁場對運動電荷產生的力。
3、發現者不同
安培力由法國物理學家A·安培首先通過實驗確定。
洛倫茲力是荷蘭物理學家H·A·洛倫茲于1895年建立經典電子論時作為基本假定而提出的,后被大量實驗結果所證實,因此得名。
4、在磁場中的做功不同
安培力是與導線中的電流方向垂直,與導線的運動方向并不一定垂直,一般遇到的情況大多是在同一直線上的,所以安培力做功不為零。
洛倫茲力不做功是因為力的方向與粒子的運動方向垂直,根據功的公式W=FScosθ,θ=90°時,W=0。
如何判斷安培力的方向
安培力的方向由左手定則判定。
安培力方向的判定方法是:伸開左手,使大拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一個平面內;讓磁感線從掌心進入,并使四指指向電流的方向,這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。
安培力分析:
磁場對電流的作用力通常稱為安培力,為紀念法國物理學家安培研究磁場對電流的作用力的杰出的貢獻。
對于任意形狀的電流受非勻強磁場的作用力,可把電流分解為許多段電流元IΔL,每段電流元處的磁場B可看成勻強磁場,受的安培力為ΔF=IΔL·Bsinα,把這許多安培力矢量相加就是整個電流受的力。
應該注意,當電流方向與磁場方向相同或相反時,即α=0或π時,電流不受磁場力作用。當電流方向與磁場方向垂直時,電流受的安培力最大為F=BIL。B是磁感應強度,I是電流強度,L是導線垂直于磁感線的長度。
安培力的實質是形成電流的定向移動的電荷所受洛倫茲力的合力。磁場對運動電荷有力的作用,這是從實驗中得到的結論。同樣,當電荷的運動方向與磁場平行時不受洛倫茲力作用,也是從實驗觀察中得知。
當電流方向與磁場平行時,電荷的定向移動方向也與磁場方向平行,所受洛倫茲力為零,其合力安培力也為零。
洛倫茲力不做功是因為力的方向與粒子的運動方向垂直,根據功的公式W=FScosθ,θ=90°時,W=0。而安培力是與導線中的電流方向垂直,與導線的運動方向并不一定垂直,一般遇到的情況大多是在同一直線上的,所以安培力做功不為零。