安培定则

1.安培定则（右手螺旋定则）: (适用于通电直导线)右手握住导线，让伸直的拇
指所指的方向与电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。

（适用于环形电流磁场）让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。

2.左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在一个平
面内；让磁感线从手心进入，并且四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

安培力（1）安培力的大小不仅与B、I、L的大小有关，还与电流方向与磁场方向间的夹角有关。

当通电直导线与磁场方向垂直时，通电导线所受安培力最大，这时安培力F=BIL。

当两者平行最小为零，对于电流方向与磁场方向成任意角的情况，可以把磁感应强度B 分解为垂直电流方向和平行电流方向两种情况处理。

（2）F=BIL只适用于匀强磁场，对非匀强磁场中，当L足够短时，可以认为导线所在处的磁场是匀强磁场。

（3）安培力的方向要用左手定则判断，垂直磁感应强度方向，这跟电场力与电场强度方向之间的关系是不同的。

3.洛伦兹力的大小
（1）当电荷速度方向垂直于磁场的方向时，磁场对运动电荷的作用力，等于电荷量、速率、磁感应强度三者的乘积，即F=qvB.
（2）当电荷速度方向平行磁场方向时，洛伦兹力F=0。

（3）当电荷速度方向与磁场方向成θ角时，可以把速度分解为平行磁场方向和垂直磁场方向来处理，此时受洛伦兹力F=qvBsinθ。

4、洛伦兹力的方向
安培力的方向可以用左手定则来判断，洛伦兹力的方向也可用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场，让磁感线穿过手心，对于正电荷，四指指向电荷的运动方向，对于负电荷，四指的指向与电荷的运动方向相反
大拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。

由此可见洛伦兹力方向总是垂直速度方向和磁场方向，即垂直速度方向和磁场方向决定的平面。

5、洛伦兹力的特点
因为洛伦兹力始终与电荷的运动方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功。

它只改变运动电荷速度的方向，而不改变速度的大小。

（一）带电粒子在匀强磁场中的运动规律
1、带电粒子的速度方向若与磁场方向平行，带电粒子不受洛伦兹力作用，将以入射速度做匀速直线运动。

2、带电粒子若垂直进入匀强磁场且只受洛伦兹力的作用，带电粒子一定做匀速圆周运动，其轨道平面一定与磁场垂直。

由洛伦兹力提供向心力，得轨道半径：。

由轨道半径与周期的关系得：。

可见，周期与入射速度和运动半径无关。

荷质比相同的带电粒子，当它们以不同的速度在磁场中做匀速圆周运动时，无论速度相差多大，由于其运动半径，与速度成正比，所以它们运动的周期都相同。

（二）质谱仪
利用不同质量而带同样电量的带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径不同，可以制成测定带电粒子质量的仪器——质谱仪。

如图所示，粒子带电量为q，质量为m，经加速电压U加速后进入匀强磁场中，在加速
电场中，由动能定量得：，在匀强磁场中轨道半径：
，所以粒子质量。

（三）回旋加速器的工作原理
粒子源位于两D形盒的缝隙中央处，从粒子源放射出的带电粒子经两D形盒间的电场加速后，垂直磁场方向进入某一D形盒内，在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动，若带电粒子的电荷量为q，质量为m，进入D形盒时速度为v，匀强磁场的磁感应强度为B。

使高频电源的周期，则当粒子从一个D 形盒飞出时，缝隙间的电场方向恰好改变，带电粒子在经过缝隙时再一次被加速，以更大的速度进入另一个D 形盒，以更大的速率在另一D 形盒内做匀速圆周运动……；利用缝隙间的电场使带电粒子加速，利用D 形盒中的磁场控制带电粒子转弯，每经过缝隙一次，带电粒子的速度增大一次，粒子的速度和动能逐次增大，在两D 形盒内运动的轨道半径也逐次增大，设粒子被引出D 形盒前最后半周的轨道半径的R ，则带电粒子从加速器飞出的速度和动能达到最大分别为：
●右手定则：右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。

把右手放入磁场中，若磁力线垂直进入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向N 极），大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流的方向。

●总结：计算感应电动势公式： εεε=BLv v v 如是即时速度，则为即时感应电动势。

如是平均速度，则为平均感应电动势。

εφε=→n t t t o ∆∆∆∆是一段时间，为这段时间内的平均感应电动势。

，为即时感应电动势。

εω=12
2BL εωθ=n B S ···cos （θ是线圈平面与磁场方向的夹角）。

()()⎩
⎨⎧==夹角是线圈平面与磁场方向瞬时值公式，····有感应电动势最大值线圈平面与磁场平行时··θθωεωεcos S B n BS n m 注意：区分感应电量与感应电流, 回路中发生磁通变化时, 由于感应电场的作用使电荷发生定向移动而形成感应电流, 在∆t 内迁移的电量(感应电量)为R
n t t R n t R t I q φφε
∆=∆∆∆=∆=∆=, 仅由回路电阻和磁通量的变化量决定, 与发生磁通量变化的时间无关。

▲、楞次定律：
1、1834年德国物理学家楞次通过实验总结出：感应电流的方向总是要使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

即磁通量变化产生−→−
−感应电流建立−→−−感应电流磁场阻碍−→−−磁通量变化。

2、当闭合电路中的磁通量发生变化引起感应电流时，用楞次定律判断感应电流的方向。

楞次定律的内容：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流为磁通量变化。

●（口诀：增反减同，来拒去留，近躲离追）
楞次定律也可以理解为：感应电流的效果总是要反抗（或阻碍）产生感应电流的原因，即只要有某种可能的过程使磁通量的变化受到阻碍，闭合电路就会努力实现这种过程：（1）阻碍原磁通的变化（原始表述）；
（2）阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”，具体表现为：若产生感应电流的回路或其某些部分可以自由运动，则它会以它的运动来阻碍穿过路的磁通的变化；若引起原磁通变化为磁体与产生感应电流的可动回路发生相对运动，而回路的面积又不可变，则回路得以它的运动来阻碍磁体与回路的相对运动，而回路将发生与磁体同方向的运动；
（3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势；
（4）阻碍原电流的变化（自感现象）。