线圈跟磁铁通电后它为什么能转动起来

线圈在通电后能转动起来,是因为它受到了洛伦兹力的作用。
线圈在通电后能够转动,这一现象主要归因于电磁感应原理中的洛伦兹力。当电流通过线圈时,线圈中就会产生磁场。如果将这个带有电流的线圈放置在一个外部磁场中,线圈中的电流就会与外部磁场相互作用,产生力。
具体来说,根据右手定则,当电流方向确定时,线圈中每个小段导线都会受到一个垂直于电流方向和磁场方向的作用力。由于这些力在空间中是相互作用的,它们会在线圈内部形成一个总的力矩,这个力矩会使线圈绕其中心轴旋转。
以下是这一过程的具体步骤:
1. 电流产生磁场:当电流通过线圈时,根据安培定律,线圈周围会产生磁场。这个磁场方向由右手螺旋定则确定。
2. 磁场与电流相互作用:当线圈置于外部磁场中时,线圈中的电流和外部磁场之间会产生相互作用力。根据洛伦兹力定律,带电粒子在磁场中会受到垂直于其运动方向和磁场方向的力。
3. 力矩的形成:由于线圈中的每一段导线都受到洛伦兹力的作用,这些力在空间中产生的合力矩会使线圈转动。
4. 转动效应:当力矩作用在线圈上时,线圈会开始转动。如果外部磁场是变化的,那么线圈中的电流也会随之变化,从而维持或改变力矩的大小和方向,使线圈持续转动。
这种原理被广泛应用于电动机、发电机和扬声器等设备中,是电磁学中一个非常重要的现象。