磁场对电流的作用力通常称为安培力,为纪念法国物理学家安培研究磁场对电流的作用力的杰出的贡献。
通电导线在磁场中受到的作用力。电流为I、长为L的直导线。在匀强磁场B中受到的安培力大小为:
F=ILBsinα,其中α为(I,B),是电流方向与磁场方向间的夹角。
导体棒切割磁感线时,安培力(本质是洛伦兹力)使导体棒中的自由电荷发生定向移动,使导体棒两端产生电势差(电动势),电势差的存在使电荷具有电势能,也就是电能。
这样安培力做负功把机械能转化为电能。电荷定向移动时形成电流,电流在磁场中受到安培力作用,安培力做负功。
安培力做功,我们要结合安培力的微观解释来解释:
安培力不是磁场力那么简单的作用力,它是磁场力和导体内的其他作用力的合力。这里的其他里去包括电场力以及非弹性散射相互作用力。
这些力是要对电子以及原子实做功的,这就导致磁场切割磁感线运动的通电导体注定要做变速运动(除非有外力抵消安培力)。我们由此可以得出,安培力做功不是在消耗磁场能,而是在消耗导体的电能并把电能变成了导体的动能。