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{| class="wikitable" style="float:right; width:320px; margin-left:1em;"
|+ style="font-weight:bold; font-size:1.2em;" | 技术词条：安培力 (Ampere's Force)
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! 英文名称
| Ampere's Force
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! 核心定义
| 通电导线在磁场中受到的宏观作用力
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! 物理基础
| 洛伦兹力的宏观表现、左手定则
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! 核心公式
| <math>\mathbf{F} = I\mathbf{L} \times \mathbf{B}</math>
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! 关联定律
| 洛伦兹力、电动机原理、电磁弹射
|}

== 概述 ==
'''安培力'''（Ampere's Force）是法国物理学家安培发现的物理现象，指通电导体在磁场中受到的作用力。从微观角度来看，安培力是导体中大量定向移动的自由电荷所受洛伦兹力的宏观合力。

安培力是电能转化为机械能的核心物理机制，也是现代电动机、电磁弹射器等设备的动力来源。

== 物理公式与方向判断 ==

=== 1. 安培力计算公式 ===
一段通电直导线在匀强磁场中受到的安培力 <math>\mathbf{F}</math> 为：
<center><math>\mathbf{F} = I\mathbf{L} \times \mathbf{B}</math></center>
其大小为：
<center><math>F = BIL \sin \theta</math></center>
其中：
* <math>I</math>：导线中的电流强度（安培，A）。
* <math>\mathbf{L}</math>：导线的长度矢量，方向与电流方向一致（米，m）。
* <math>\mathbf{B}</math>：磁感应强度（特斯拉，T）。
* <math>\theta</math>：电流方向与磁场方向的夹角。

=== 2. 方向判断（左手定则） ===
伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内。让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，则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。

== 安培力与洛伦兹力的微观推导 ==
安培力本质上是洛伦兹力的宏观表现。

'''微观推导过程'''：
# 设导线长为 <math>L</math>，截面积为 <math>S</math>，单位体积自由电荷数为 <math>n</math>，电荷量为 <math>q</math>，定向移动速度为 <math>v</math>。
# 导线内总自由电荷数：<math>N = nLS</math>。
# 单个电荷受到的洛伦兹力：<math>f = qvB</math>（设 <math>v \perp B</math>）。
# 所有电荷受到的总力（即安培力）：
<center><math>F_{Ampere} = N \cdot f = nLS \cdot qvB</math></center>
# 根据电流微观表达式 <math>I = nqvS</math>，代入上式整理得：
<center><math>F_{Ampere} = (nqvS)LB = BIL</math></center>

== 安培力做功与能量转换 ==
与洛伦兹力永远不做功不同，'''安培力是可以做功的'''。

在电动机中，通电导线在安培力的作用下发生宏观位移，安培力做正功，将电源提供的电能转化为导体的机械能。这看似矛盾（因为洛伦兹力不做功），实则是因为在导线运动时，电荷参与了随导线的宏观运动，洛伦兹力的一个分量通过导体晶格的碰撞将能量传递给了宏观导体，宏观上表现为安培力做功。

== 工程应用 ==
* '''直流电动机'''：利用通电线圈在磁场中受安培力产生力矩，驱动转子旋转。
* '''磁流体推进器'''：在导电流体（如海水）中通入电流并施加磁场，利用安培力推动流体向后喷出，从而获得反作用推力。
* '''电流天平'''：利用安培力与重力平衡的原理，精确测量磁感应强度或电流大小。

== 参见 ==
* [[洛伦兹力]]
* [[电磁感应]]
* [[电动机]]

[[Category:物理学]]
[[Category:电磁学]]