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第二章三、磁场对通电导线的作用

安培力

既然通电导线能产生磁场，它本身也相当于一个磁体，那么通电导线在磁场中是不是也

受到力的作用呢？咱们通过实验来研究。

演示

观看安培力

如下图，把一段直导线放到磁场中，当导线中有电流通过时，能够看到原先静止的导线

会发生运动。

图磁场对通电导线有力的作用

通电导体在磁场中受到的力称为安培力（Ampereforce）。由于法国科学家安培最先研

究了磁场对通电导线的作用，后人为纪念他而命名了这种力。

把一段通电直导线放在磁场里，当导线方向与磁场方向垂直时，它所受的安培力最大；

当导线方向与磁场方向一致时，导线不受安培力；当导线方向与磁场方向斜交时，所受安培

力介于最大值和0之间。咱们只研究导线所受安培力最大的情形。

演示

阻碍安培力大小的因素

如图，三块相同的蹄形磁铁并列放置，能够以为磁极间的磁场是均匀的。将一根直导线

悬挂在磁铁的两极间，有电流通过时悬线将摆动一个角度，通过那个角度能够比较安培力的

大小。图研究影响安培力大小的因素别离接通“二、3”和

“一、4”能够改变导线通电部份的长度，电流的强弱由外部电路操纵。先维持导线通电部

份的长度不变，改变电流的大小；然后维持电流不变，改变导线通电部份的长度。观看这两

个因素对安培力的阻碍。通过对大量实验事实的分析咱们熟悉到，通电导线在磁场中受到的

LI

安培力的大小，既跟导线的长度成正比，又跟导线中的电流成正比，用公式表示确实是

FBILB

＝式中是比例系数。磁感应强度关于不同的磁场，上面的比例关系都成立，但在强

弱不同的磁场中，比例系数B是不一样的。B反映了磁场的强弱，叫做磁感应强度

BBFIL

（magneticinduction），即＝磁感应强度的单位由、和的单位决定。在国际单位

E

制中，磁感应强度的单位是特斯拉（tesla），简称特，符号是T：1T＝1电场强度用来描

B

述电场的强弱，磁感应强度在磁场中的作用与此类似，只是由于历史的缘故，它不叫“磁

场强度”。

-4-4

地面周围地磁场的磁感应强度只有×10～×10T，是很弱的磁场。永磁铁磁极附远的

-3

磁感应强度为10～1T。在电机和变压器的铁芯中，磁感应强度可达～T。人体心脏工作

-10

时产生的磁场约为10T，而人脑神经活动产生的磁场更微弱。

磁感应强度是个矢量，它不仅有大小，还有方向。小磁针的N极在磁场中某点受力的方

向，确实是这点磁感应强度的方向。过去所说的“磁场的方向”事实上确实是磁感应强度的

方向。

安培力的方向

在前面的实验中，若是调换磁铁两极的位置而使磁场的方向改变，导线受力的方向就相

反；磁场的方向不变而电流方向改变时，导线的受力方向也相反。可见安培力的方向跟磁场

方向和电流方向有关。

分析大量实验结果后能够发觉，安培力的方向既跟磁感应强度的方向垂直，又跟电流方

向垂直；三个方向之间的关系能够用左手定那么（left-handrule，图）来判定：张开左

手，使拇指跟其余四指垂直，而且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线穿入手心，并使四

指指向电流的方向，那么，拇指所指的方向确实是通电导线所受安培力的方向。

图左手定则

试探与讨论

线圈在磁场中如何运动

若