12.3電流表的工作原理

1、補充：磁力矩的概念：M=NBIS,磁場對電流的作用2,直流電動機的運轉(zhuǎn)過程：,磁場對電流的作用2,常見的直流電動機：,【知識介紹】 大多數(shù)微型和小型直流電動機是用永磁鐵提供磁場，而大型和超大型直流電動機是用勵磁電流來提供磁場的。,磁場對電流的作用2,問題磁電式電流表的構(gòu)造,問題電流表中磁場分布有何特點呢？,問題該磁場是否勻強磁場？,問題該磁場的特點？,問題電流表的工作原理,磁電式電流表,磁電式電流表,1、磁電式電流表的構(gòu)造：刻度盤、指針、螺旋彈簧（游絲）、線圈、圓柱形鐵芯、蹄形磁鐵。,鐵芯、線圈和指針是一個整體可以轉(zhuǎn)動。,.,磁場對電流的作用2,問題電流表中磁場分布有何特點呢？ 電流表中磁鐵與

2、鐵芯之間是均勻輻向分布的. 所謂均勻輻向分布，就是說所有磁感線的延長線都通過鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度.,在以鐵芯為中心的圓圈上， 各點的磁感應(yīng)強度B的大小是相等的.,該磁場并非勻強磁場,問題該磁場是否勻強磁場？,問題該磁場的特點？,磁場對電流的作用2,2、電流表的工作原理,1、蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的，不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行，當(dāng)電流通過線圈時線圈上跟鐵芯軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動，線圈轉(zhuǎn)動使螺旋彈簧被扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩，其大小,隨線圈轉(zhuǎn)動的角度增大而增大，當(dāng)這種

3、阻礙力矩和安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動的力矩相平衡時，線圈停止轉(zhuǎn)動。,磁場對電流的作用2,磁電式電流表的工作原理,線圈所受的磁力矩,當(dāng)N、B、S一定時，有,線圈轉(zhuǎn)動時,受到彈簧的反抗力矩,當(dāng)線圈停在某一位置時,若N、S、B、k一定時,I,合力矩為零,有,磁場對電流的作用2,2、磁場對電流的作用力與電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力產(chǎn)生的力矩也越大，線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，因而根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道被測電流的強弱。,3、當(dāng)線圈中的電流方向發(fā)生變化時，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化，所以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測電流的方向。,磁場對電流的作用2,如圖所示，向

4、一根松弛的導(dǎo)體線圈中通以電流，線圈將會( ),A.縱向收縮,徑向膨脹 B.縱向伸長,徑向膨脹 C.縱向伸長,徑向收縮 D.縱向收縮,徑向收縮,磁場對電流的作用,如圖所示，向一根松弛的導(dǎo)體線圈中通以電流,線圈將會( ),A.縱向收縮,徑向膨脹 B.縱向伸長,徑向膨脹 C.縱向伸長,徑向收縮 D.縱向收縮,徑向收縮,A,磁場對電流的作用,方法點撥：利用平行電流間關(guān)系的結(jié)論,右側(cè)視圖,把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來,使它的下端剛好跟杯里的水銀面接觸,并使它組成如圖所示的電路,當(dāng)開關(guān)接通后,將看到的現(xiàn)象 是( ),A.彈簧向上收縮 B.彈簧被拉長 C.彈簧上下振動 D.彈簧仍靜止不動,C,磁場對電

5、流的作用,如圖，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈平面。當(dāng)線圈內(nèi)通以如圖所示的電流后，判斷線圈如何運動？,向左擺動,磁場對電流的作用,方法點撥：等效為小磁針,拓展：如圖,在條形磁鐵S極附近懸掛一個線圈，磁鐵水平放置，其軸線與線圈共面并通過線圈的圓心，當(dāng)線圈中的電流沿圖示方向時，線圈將會如何運動？,從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動的同時向右擺動,磁場對電流的作用,如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于O點，在磁鐵的正下方有一水平放置的長直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時，蹄形磁鐵的運動情況將是( ),A靜止不動 B向紙外平動 CN極向紙外，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動 DN極向紙內(nèi)，S

6、極向紙外轉(zhuǎn)動,C,磁場對電流的作用,N,S,I,F,F,N,S,F,磁場對電流的作用,如圖所示，蹄形磁體固定，在磁鐵的正上方有一水平放置的長直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時，導(dǎo)線的運動情況將是,俯視逆時針轉(zhuǎn)動同時向下運動,方法點撥：特殊位置法,兩條導(dǎo)線互相垂直，但相隔一小段距離，其中ab固定，cd可以自由活動，當(dāng)通以如圖所示電流后，cd導(dǎo)線將（ ） A.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近ab B.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開ab C.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開ab D.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近ab,a,b,c,d,磁場對電流的作用,結(jié)論：兩電流不平行時，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢,磁場對電流的作用,兩

7、條導(dǎo)線互相垂直，但相隔一小段距離，其中ab固定，cd可以自由活動，當(dāng)通以如圖所示電流后，cd導(dǎo)線將（ ） A.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近ab B.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開ab C.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開ab D.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近ab,a,b,c,d,D,磁場對電流的作用,方法點撥：利用結(jié)論,（1）繩子拉力_ (變大,變小,不變) （2）桌面對磁鐵的支持力_ （3）桌面對磁鐵的摩擦力_(有,無).,變大,變小,無,桌面對磁鐵的摩擦力 _(有,無) 方向_.,有,水平向右,磁場對電流的作用,方法點撥：善于利用牛頓第三定律,磁鐵靜止,在傾斜角為的光滑斜面上，置一通有電流I，長為L，質(zhì) 量為m的導(dǎo)體棒，如圖所示，在豎直向上的磁場中靜止，則磁感應(yīng)強度B為 _.,磁場對電流的作用,拓展1：欲使它靜止在斜面上, 外加磁場的磁感應(yīng)強度B 的最小值為_, 方向_.,拓展2：欲使它靜止在斜面上,且對斜面無壓 力, 外加磁場的磁感應(yīng)強度B的最小值為 _, 方向_.,X,G,N,F,B,mgsin=BIL,B=mgsin/IL,mg=BIL B=mg/IL,G,F,B,磁場對電流的作用,如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，垂直紙面水平放置一根長為L、質(zhì)量為m的通電直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向里，欲使導(dǎo)線靜止在