均匀磁场中磁场电磁力的计算公式(图文)

均匀磁场中磁场电磁力的计算公式(图文)

磁场的电磁力的大小与磁感应强度、导体内的电流、导体的长度以及电流与磁场方向间的夹角都有关系。

在均匀磁场中，它们之间关系可用以下公式表示为F=BILsinaθ：

上面的公式就是电磁力公式，式中各个参数分表代表的含义是：

• F：表示导体在磁场中所受的电磁力，单位（N）
• B：表示磁场的磁感应强度，单位（T，简称“特”）
• I：表示导体内的电流，单位（A）
• L：表示磁场中的导体长度，单位（m）
• θ：表示磁感应强度方向与电流方向的夹角，θ念做“西塔”

由电磁力公式可知，当磁感应强度方向与电流方向垂直时（θ=π÷2时），此时通电导体在磁场中受到的电磁力最大，如果磁感应强度的方向与电流方向平行是（θ=0°或θ=180°），通电导体在磁场中所受的电磁力为零。

电动机的通电线圈在磁场中之所以能够转动，就是载流导体受到电磁力的作用的缘故。

小知识：

1、磁场的电磁力

包括磁场对运动电荷作用的洛仑兹力和磁场对电流作用的安培力。

磁场力包括磁场对运动电荷作用的洛仑兹力和磁场对电流作用的安培力，安培力是洛仑兹力的宏观表现。

磁场力现象中涉及3个物理量的方向：磁场方向、电荷运动方向、洛仑兹力方向；或磁场方向、电流方向、安培力方向。

用左手定则说明3个物理量的方向时有一个前提，认为磁场方向垂直于电荷运动方向或磁场方向垂直于电流方向。

不少同学认为，根据左手定则知道其中任意2个量的方向可求出第3个量的方向．一般说，这种看法是不正确的。

事实是，磁场方向不一定垂直于电荷运动方向或电流方向，它们之间的夹角可以是任意的．我们能肯定的是：洛仑兹力一定既垂直于磁场方向又垂直于电荷运动方向，洛仑兹力垂直于磁场B和电荷运动速度v所决定的平面．安培力一定既垂直于磁场方向又垂直于电流方向，安培力垂直于B和I所决定的平面，我们不应该忽视一个重要事实：B与v或I平行时，洛仑兹力或安培力都不存在．

因此，当B⊥v或B⊥I时，我们可以用左手定则表述3个物理量方向间的关系．这时，知道任意2个物理量的方向可求出第3个物理量的方向．当B与v或B与I不垂直时，根据B与v的方向或B与I的方向，可确定洛仑兹力f或安培力F的方向，但是，根据v、f的方向或I、F的方向不能唯一的确定B的方向；根据B、f的方向或B、F的方向不能唯一确定v或I的方向．这2种问题若有唯一确定的解必须补充条件。
B=F/IL(B⊥L)
B与F、I、L无关。
F=MG．

磁场力分类：
磁场力包括两种，一种是磁场对通电导线的作用力，另一种是磁场对运动电荷的作用力。

2、磁感应强度

磁感应强度

磁感应强度（magnetic flux density），描述磁场强弱和方向的物理量，是矢量，常用符号B表示，国际通用单位为特斯拉（符号为T）。磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示，磁感应强度越大表示磁感应越强。磁感应强度越小，表示磁感应越弱。

电流（运动电荷）的周围存在磁场，他对外的重要表现是：对引入场中的运动试探电荷、载流导体或永久磁铁有磁场力的作用，因此可用磁场对运动试探电荷的作用来描述磁场，并由此引入磁感应强度B（magnetic flux density）作为定量描述磁场中各点特性的基本物理量，其地位与电场中的电场强度E相当。

这个物理量之所以叫做磁感应强度，而没有叫做磁场强度，是由于历史上磁场强度一词已用来表示另外一个物理量了，区别：磁感应强度反映的是相互作用力，是两个参考点A与B之间的应力关系，而磁场强度是主体单方的量，不管B方有没有参与，这个量是不变的。

电荷在电场中受到的电场力是一定的，方向与该点的电场方向相同或者相反。电流在磁场中某处所受的磁场力（安培力），与电流在磁场中放置的方向有关，当电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；当电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大。

点电荷q以速度v在磁场中运动时受到力f 的作用。在磁场给定的条件下，f的大小与电荷运动的方向有关 。当v 沿某个特殊方向或与之反向时，受力为零；当v与这个特殊方向垂直时受力最大，为Fm。Fm与|q|及v成正比，比值 与运动电荷无关，反映磁场本身的性质，定义为磁感应强度的大小，即。B的方向定义为：由正电荷所受最大力Fm的方向转向电荷运动方向 v 时 ，右手螺旋前进的方向 。定义了B之后，运动电荷在磁场 B 中所受的力可表为 F= QVB，此即洛伦兹力公式。

除利用洛伦兹力定义B外，也可以根据电流元Idl在磁场中所受安培力df=Idl×B来定义B，或根据磁矩m在磁场中所受力矩M=m×B来定义B，三种定义，方法雷同，完全等价。

磁场力的计算公式：

B=F/IL=F/qv=E/v =Φ/S
F：洛伦兹力或者安培力
q：电荷量
v：速度
E：电场强度
Φ（=ΔBS或BΔS，B为磁感应强度，S为面积）：磁通量
S：面积
L：磁场中导体的长度
定义式F=ILB
表达式B=F/IL