載流導(dǎo)線是各式各樣的,磁場(chǎng)對(duì)不同形式的載流導(dǎo)線的作用各不相同。 然而, 無(wú)論什么形狀的載流導(dǎo)線,都可以看成是電流元的集合。這樣,研究磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線作用的規(guī)律,就是研究磁場(chǎng)對(duì)電流元作用的規(guī)律。
在載流導(dǎo)線中取一電流元,電流強(qiáng)度的方向?yàn)榫元
的正方向,電流元所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為
。安培通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):磁場(chǎng)對(duì)電流元有作用力,其大小不僅與電流
、線元長(zhǎng)度
和電流元所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度
成正比,而且與電流元
與
的夾角
的正弦也成正比。即
是一個(gè)矢量,它的方向與
方向相同。用右手螺旋法則判斷:伸開(kāi)右手,四指從方向開(kāi)始經(jīng)
小于180度的角轉(zhuǎn)向
,拇指所指的方向就是
的方向。寫(xiě)成矢量式,得
上式稱為安培定律。根據(jù)力的疊加原理,磁場(chǎng)對(duì)一段載流導(dǎo)線的安培力為
對(duì)一段長(zhǎng)為的載流導(dǎo)線,若電流強(qiáng)度為
,電流方向與均勻磁場(chǎng)
的夾角為
,則
當(dāng),即電流方向與
垂直時(shí),有