【分析】安培力和洛倫茲力的區(qū)別 有什么聯(lián)系

越來越多的學(xué)生對安培力和洛倫茲力的關(guān)系產(chǎn)生了一些懷疑。它們的區(qū)別和聯(lián)系是什么？本文整理了相關(guān)資料供大家參考。

兩者其實是等價的。安培力可以認為是洛倫茲力在導(dǎo)線中流動時分別作用于無數(shù)個小電荷的疊加。例如，假設(shè)電流為I，那么在t時間內(nèi)流經(jīng)某一橫截面積的電荷數(shù)為Q=It。

因此，流過的電子總數(shù)n = q/e = it/e，這個電子在t時間內(nèi)流動的長度是l=vt，v是電子流動的宏觀平均速度，每個電子都受到洛倫茲力，f=evB，所以這個長度L內(nèi)電子的總洛倫茲力是F' = nevb = Itvb/e = Itvb = IBL。

目前整個導(dǎo)體在磁場中的長度為大L，每個小段L都受到F’的作用，所以整體安培力F=BIL，左手定則是判斷力，右手定則是判斷電流的反方向，右手定則也有右手螺旋定則判斷磁場的方向。重點是電流垂直于紙面，反方向向內(nèi)，第四指是電流方向，拇指是運動方向。

另外，洛倫茲力是磁場對運動帶電粒子的作用力，特別是對單個帶電粒子。安培力是磁場施加在導(dǎo)線上的力，尤其是磁場中的整個導(dǎo)線。事實上，為什么磁場在通電的導(dǎo)線上有安培力？我們知道，帶電導(dǎo)線中有大量的運動電荷；安培力是磁場對所有這些電荷的洛倫茲力之和。即安培力是洛倫茲力的宏觀體現(xiàn)；洛倫茲力是安培力的微觀原理。區(qū)別在這里:宏觀和微觀。

在高三物理選修書中，安培力是作用在運動電荷上的力的宏觀表現(xiàn)。然后，利用BIL導(dǎo)出電荷上的洛倫茲力。從推導(dǎo)過程來看，安培力是所有電荷受到洛倫茲力的合力，這顯然是錯誤的。最明顯的一點是，安培力確實對運動的導(dǎo)體起作用，而洛倫茲力則沒有。

當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時，洛倫茲力在垂直于導(dǎo)體的方向上的分量之和阻礙了導(dǎo)體的相對運動。從宏觀的角度來看，這些分量之和就是安培力。結(jié)論:安培力不是所有受洛倫茲力作用的電荷的總和，而只是這個總和的一個分量。

還有一種特殊情況:導(dǎo)體靜止時，導(dǎo)體中電荷隨電流定向運動的洛倫茲力垂直于導(dǎo)體。沿導(dǎo)體方向的分力為零，所以安培力等于施加在每個電荷上的洛倫茲力之和。

安培力方向:伸出左手，使拇指與其他四指垂直，與手掌在同一平面，讓磁場垂過手的中心，四指指向電流方向，拇指為導(dǎo)體的安培力方向。

洛倫茲力方向:伸出左手，使拇指與其他四個手指垂直，與手掌在同一平面，讓磁場從手的中心垂下。(1)四指指向正電荷運動的方向，拇指是導(dǎo)體受到安培力的方向；(2)四指指向負電荷運動的相反方向，拇指是導(dǎo)體受到安培力的方向。