电场力和库仑力区别（一轮复习：安培力方向）

我们已经了解了磁场对通电导线有作用力的现象，并由此定义了物理量——磁感应强度B。

安培在研究磁场与电流的相互作用方面有着突出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中受到的力称为安培力，同时把电流的单位定为安培。

接下来，我们来探讨安培力的方向。

如上图所示，将一段导体棒悬挂在蹄形磁铁的两极间，并通以电流，研究安培力的方向与哪些因素有关。

按照图示组装好实验器材，进行实验，观察导体棒的受力方向。

1. 上下调换磁极的位置以改变磁场方向，观察导体棒受力方向是否发生变化。

2. 改变导体棒中电流的方向，同样观察受力方向的变化。

实验结果表明，通电导体棒的受力方向与磁场方向和电流方向都有关。接下来，你可以尝试画出各种情况下三者的方向，进行分析，寻找其中的规律。

实际上，通电导线在磁场中所受的安培力方向是与电流方向和磁感应强度方向都垂直的（如图）。

我们可以用左手定则来判断安培力的方向：伸开左手，让拇指与其余四指垂直并且与手掌处于同一平面内；让磁感线从掌心垂直进入，四指指向电流方向，那么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（图示）。

磁场与安培力的问题在很多方面与电场和库仑力的问题相似，但安培力比库仑力更为复杂。在库仑力中，受力的物体是点电荷，其受力方向与电场方向相同或相反；但在研究安培力时，受力的物体是通电导线。通电导线受力的方向与磁场方向和电流方向不在一条直线上，甚至不在同一平面内。研究安培力需要涉及三维空间。

安培力的实质是导体中各个运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。洛伦兹力是速度与磁感应强度的矢量积和电荷量的乘积。由于它是矢积，所以力的方向一定垂直于由速度和磁感应强度方向所确定的平面。安培力是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力，而洛伦兹力的方向总是与电荷运动方向垂直。这一性质最初是通过实验总结得出的。

总结来说，安培力的方向是垂直于B和I所决定的平面，即安培力的方向既与磁场B垂直，又与电流I垂直，但B和I并不一定需要垂直。