高二物理(电流表工作原理).ppt

高二 物理 一、电流表的构造 蹄形磁铁 圆柱铁芯 铝框线圈 螺旋 弹簧 指针 N S 二、电流表的工作原理 : 线框在匀强磁场中受磁力矩。 单匝矩形线圈的边长分别为ab=L1, bc=L2,它可以绕对称轴OO转动，线圈 中的电流强度为I，线圈处于匀强磁场B 中，当线圈平面与磁场平行时，求线 圈所受的安培力的 总力矩。 a b c d o o L1 L2 思考： a b c d o o L1 L2 Fab Fcd ad o L2 安培力 F=BIL1 =BIS总力矩 M =FL2 =BIL1L2 若线圈有N 匝 , 总力矩 M=NBIS Fab Fcd a d o 若n匝线圈的平面与磁场方向成角 总力矩: M=NBIS cos 说明:在匀强磁场中， 在转轴OOB 的条件 下，M 与转轴的位置及 线圈的形状无关。 ab c d o o Fab Fad Fcd Fbc 蹄形磁铁和铁芯间的磁场有什么特点？ 均匀辐向磁场 观察： 何为“均匀辐向磁场”？ 所有磁感线的延长线都通过铁芯的中 心，不管线圈转到什么位置，线圈平 面都与磁感线平行. 该磁场是匀强磁场吗？ 不是匀强磁场，但在以铁芯为 中心的圆周上，各点的磁感应 强度大小相等 为什么根据指针偏转角度的大小可以知 道被测电流的强弱？ 安培力的总力矩:M1=NBIS 弹簧的弹性力矩:M2=k 当 M1 = M2 时 , 即:k=NBIS 即I 如何确定被测电流的方向？ 当线圈中的电流方向改变时，安 培力的方向随着改变，指针的偏 转方向也随着改变，所以据指针 的偏转方向可以知道被测电流的 方向 磁电式仪表有哪些优点？ 灵敏度高，可以测出很弱的电流 磁电式仪表有哪些缺点？ 由于绕制线圈的导线很细，允许 通过额电流很弱，若电流超过允 许值，很容易烧坏。 若希望用它测量较大的电流值， 就要扩大其量程。 例.电流表的灵敏度是单位电流引起的指 针偏转角，一般希望越大越好。要提高 磁电式电流表的灵敏度，可采用的方法 有（ ） A.增加线圈匝数 B.增加永久磁体的磁感应强度 C.换用弹性更强的游丝，增加反抗力矩 D.增大线圈面积 E.通过更大的电流 ABD 例.匀强磁场中有一通以方向如图的稳定 电流的矩形线框abcd，可绕其中心轴 oo 转动，则在转动过程中（ ） Aab和cd两边始终无磁场力 Bab和cd两边所受磁场力大小和方向在 转动过程中不断变化 C线圈在磁场力作用下转 动过程中合力始终不为零 Dab、cd两边受到和磁场 力的大小和方向在转动过 程中始终保持不变 D b a d c o o 例.一位于xoy平面内的矩形线框只能绕 ox轴转动，线圈的四条边分别与x、y轴 平行，线圈中电流方向如图所示，当空 间加上如下所示的哪种磁场时，线圈会 转动起来（ ） A 沿x轴的恒定磁场 B 沿y轴的恒定磁场 C 沿Z轴的恒定磁场 D 沿Z轴的变化磁场 B x y z o 例.通电直导线附近有一个小的通电闭 合矩形线圈abcd，直导线AB和线框在同 一平面内放置，若电流I2沿顺时针