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高二物理 电流表的工作原理 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 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 思考 安培力F BIL1 BIS 总力矩M FL2 BIL1L2 若线圈有N匝 总力矩M NBIS 若n匝线圈的平面与磁场方向成 角 总力矩 M NBIScos 说明 在匀强磁场中 在转轴OO B的条件下 M与转轴的位置及线圈的形状无关 a b c d o o 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 A ab和cd两边始终无磁场力B ab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D ab 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 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 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沿顺时针方向 则
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