12.3电流表的工作原理

1、补充：磁力矩的概念：M=NBIS,磁场对电流的作用2,直流电动机的运转过程：,磁场对电流的作用2,常见的直流电动机：,【知识介绍】 大多数微型和小型直流电动机是用永磁铁提供磁场，而大型和超大型直流电动机是用励磁电流来提供磁场的。,磁场对电流的作用2,问题磁电式电流表的构造,问题电流表中磁场分布有何特点呢？,问题该磁场是否匀强磁场？,问题该磁场的特点？,问题电流表的工作原理,磁电式电流表,磁电式电流表,1、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、螺旋弹簧（游丝）、线圈、圆柱形铁芯、蹄形磁铁。,铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。,.,磁场对电流的作用2,问题电流表中磁场分布有何特点呢？ 电流表中磁铁与

2、铁芯之间是均匀辐向分布的. 所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度.,在以铁芯为中心的圆圈上， 各点的磁感应强度B的大小是相等的.,该磁场并非匀强磁场,问题该磁场是否匀强磁场？,问题该磁场的特点？,磁场对电流的作用2,2、电流表的工作原理,1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁芯轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转动，线圈转动使螺旋弹簧被扭转，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小,随线圈转动的角度增大而增大，当这种

3、阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。,磁场对电流的作用2,磁电式电流表的工作原理,线圈所受的磁力矩,当N、B、S一定时，有,线圈转动时,受到弹簧的反抗力矩,当线圈停在某一位置时,若N、S、B、k一定时,I,合力矩为零,有,磁场对电流的作用2,2、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。,3、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。,磁场对电流的作用2,如图所示，向

4、一根松弛的导体线圈中通以电流，线圈将会( ),A.纵向收缩,径向膨胀 B.纵向伸长,径向膨胀 C.纵向伸长,径向收缩 D.纵向收缩,径向收缩,磁场对电流的作用,如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,线圈将会( ),A.纵向收缩,径向膨胀 B.纵向伸长,径向膨胀 C.纵向伸长,径向收缩 D.纵向收缩,径向收缩,A,磁场对电流的作用,方法点拨：利用平行电流间关系的结论,右侧视图,把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它的下端刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成如图所示的电路,当开关接通后,将看到的现象 是( ),A.弹簧向上收缩 B.弹簧被拉长 C.弹簧上下振动 D.弹簧仍静止不动,C,磁场对电

5、流的作用,如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内通以如图所示的电流后，判断线圈如何运动？,向左摆动,磁场对电流的作用,方法点拨：等效为小磁针,拓展：如图,在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，磁铁水平放置，其轴线与线圈共面并通过线圈的圆心，当线圈中的电流沿图示方向时，线圈将会如何运动？,从上向下看逆时针转动的同时向右摆动,磁场对电流的作用,如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是( ),A静止不动 B向纸外平动 CN极向纸外，S极向纸内转动 DN极向纸内，S

6、极向纸外转动,C,磁场对电流的作用,N,S,I,F,F,N,S,F,磁场对电流的作用,如图所示，蹄形磁体固定，在磁铁的正上方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，导线的运动情况将是,俯视逆时针转动同时向下运动,方法点拨：特殊位置法,两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电流后，cd导线将（ ） A.顺时针方向转动，同时靠近ab B.逆时针方向转动，同时离开ab C.顺时针方向转动，同时离开ab D.逆时针方向转动，同时靠近ab,a,b,c,d,磁场对电流的作用,结论：两电流不平行时，有转到平行且电流方向相同的趋势,磁场对电流的作用,两

7、条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电流后，cd导线将（ ） A.顺时针方向转动，同时靠近ab B.逆时针方向转动，同时离开ab C.顺时针方向转动，同时离开ab D.逆时针方向转动，同时靠近ab,a,b,c,d,D,磁场对电流的作用,方法点拨：利用结论,（1）绳子拉力_ (变大,变小,不变) （2）桌面对磁铁的支持力_ （3）桌面对磁铁的摩擦力_(有,无).,变大,变小,无,桌面对磁铁的摩擦力 _(有,无) 方向_.,有,水平向右,磁场对电流的作用,方法点拨：善于利用牛顿第三定律,磁铁静止,在倾斜角为的光滑斜面上，置一通有电流I，长为L，质 量为m的导体棒，如图所示，在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度B为 _.,磁场对电流的作用,拓展1：欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应强度B 的最小值为_, 方向_.,拓展2：欲使它静止在斜面上,且对斜面无压 力, 外加磁场的磁感应强度B的最小值为 _, 方向_.,X,G,N,F,B,mgsin=BIL,B=mgsin/IL,mg=BIL B=mg/IL,G,F,B,磁场对电流的作用,如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L、质量为m的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止在