12.3电流表的工作原理(精品).ppt

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1、补充：磁力矩的概念：补充：磁力矩的概念：M=NBISM=NBIS磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用2 2直流电动机的运转过程：直流电动机的运转过程：直流电动机的运转过程：直流电动机的运转过程：磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用2 2常见的直流电动机：常见的直流电动机：常见的直流电动机：常见的直流电动机：【知识介绍知识介绍知识介绍知识介绍】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。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

2、流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用2 2问题问题磁电式电流表的构造磁电式电流表的构造问题问题电流表中磁场分布有何特点呢？电流表中磁场分布有何特点呢？问题问题该磁场该磁场是否匀强磁场？是否匀强磁场？问题问题该磁场该磁场的特点？的特点？问题问题电流表的工作原理电流表的工作原理磁电式电流表磁电式电流表磁电式电流表磁电式电流表1 1、磁电式电流表的构造、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、螺旋弹簧（游丝）、刻度盘、指针、螺旋弹簧（游丝）、线圈、圆柱形铁芯、蹄形磁铁。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。铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。.磁场对电流的作用

3、磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用2 2问题问题电流表中磁场分布有何特点呢？电流表中磁场分布有何特点呢？电流表中磁铁与铁芯之间是电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布均匀辐向分布的的.所谓所谓均匀辐向分布均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的，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，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线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度零度.在以铁芯为中心的圆圈上，在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度各点的磁感应强度B B的的大小是相等大小是相等的的.该磁场该磁场并非匀强磁场并非匀强磁场问题问题该磁场该磁

4、场是否匀强磁场？是否匀强磁场？问题问题该磁场该磁场的特点？的特点？磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用2 22 2、电流表的工作原理、电流表的工作原理 1 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、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圈发生转动，

5、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，其大小的力矩，其大小随线圈转动的角度增大而增大，随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。线圈停止转动。磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用2 2磁电式电流表的磁电式电流表的工作原理工作原理线圈所受的线圈所受的磁力矩磁力矩当当N N、B B、S S一定时，有一定时，有线圈转动时线圈转动时,受到受到弹簧的反抗力矩弹簧的反抗力矩当线圈当线圈停停停停在某一位置时在某一位置时,若若N N、S S、B B、k k一定

6、时一定时,II合力矩为零合力矩为零合力矩为零合力矩为零,有有磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用2 22 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、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，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。强弱。3 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，、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

7、化，所以根据指针的偏转方向，可以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。知道被测电流的方向。磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用2 2如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,线圈将会线圈将会()A.纵向收缩纵向收缩,径向膨胀径向膨胀B.纵向伸长纵向伸长,径向膨胀径向膨胀C.纵向伸长纵向伸长,径向收缩径向收缩D.纵向收缩纵向收缩,径向收缩径向收缩纵向A A磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用方法点拨：利用平行电流间关系的结论方法点拨：利用平行电流间关系的结论方法点拨

8、：利用平行电流间关系的结论方法点拨：利用平行电流间关系的结论右侧视图右侧视图把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来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使它的下端刚好跟杯里的水银面接触里的水银面接触,并使它组成如图所示的电路并使它组成如图所示的电路,当开关接通后当开关接通后,将看到的现象将看到的现象 是是()A.弹簧向上收缩弹簧向上收缩B.弹簧被拉长弹簧被拉长C.弹簧上下振动弹簧上下振动D.弹簧仍静止不动弹簧仍静止不动SC C磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用如如图图，把把轻轻质质导导线线圈圈用用绝绝缘缘细细线线悬悬挂挂在在磁磁铁铁N N极极附附近近，

9、磁磁铁铁的的轴轴线线穿穿过过线线圈圈的的圆圆心心且且垂垂直直于于线线圈圈平平面面。当当线线圈圈内内通通以以如如图图所所示示的的电电流流后后，判判断断线线圈圈如如何何运运动动？向左摆动向左摆动磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用方法点拨：等效为小磁针方法点拨：等效为小磁针方法点拨：等效为小磁针方法点拨：等效为小磁针SNNSIFFNSF磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用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，置的长直导线，当导线中通以由左向右

10、的电流时，导线导线的运动情况将是的运动情况将是 俯视逆时针转动同时向下运动俯视逆时针转动同时向下运动俯视逆时针转动同时向下运动俯视逆时针转动同时向下运动方法点拨：特殊位置法方法点拨：特殊位置法方法点拨：特殊位置法方法点拨：特殊位置法两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电流后，可以自由活动，当通以如图所示电流后，cd导线将导线将（）（）A.顺时针方向转动，同时靠近顺时针方向转动，同时靠近abB.逆时针方向转动，同时离开逆时针方向转动，同时离开abC.顺时针方向转动，同时离开顺时针方向转动，同时离开abD.

11、逆时针方向转动，同时靠近逆时针方向转动，同时靠近ababcd磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用 自由自由固定固定F FF F 结论：结论：结论：结论：两电流不平行时，有转到平行且电流方向相同的趋势两电流不平行时，有转到平行且电流方向相同的趋势两电流不平行时，有转到平行且电流方向相同的趋势两电流不平行时，有转到平行且电流方向相同的趋势磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电流后，可以自由活动，当通以如图所示电流后，

12、cd导线将导线将（）A.顺时针方向转动，同时靠近顺时针方向转动，同时靠近abB.逆时针方向转动，同时离开逆时针方向转动，同时离开abC.顺时针方向转动，同时离开顺时针方向转动，同时离开abD.逆时针方向转动，同时靠近逆时针方向转动，同时靠近ababcdD D D D磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用方法点拨：利用结论方法点拨：利用结论方法点拨：利用结论方法点拨：利用结论NSF（1）绳子拉力）绳子拉力_ (变大变大,变小变小,不变不变)（2）桌面对磁铁的支持）桌面对磁铁的支持力力_（3）桌面对磁铁的摩擦）桌面对磁铁的摩擦力力_(有有,无无).变大变大变大变大变小变小

13、变小变小无无无无NSF桌面对磁铁的摩擦力桌面对磁铁的摩擦力 _(有有,无无)方向方向_.有有有有水平向右水平向右水平向右水平向右FB磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用方法点拨：善于利用牛顿第方法点拨：善于利用牛顿第方法点拨：善于利用牛顿第方法点拨：善于利用牛顿第三定律三定律三定律三定律磁铁静止磁铁静止在倾斜角为在倾斜角为的光滑斜面上，置一通有电流的光滑斜面上，置一通有电流I，长为，长为L，质，质 量量为为m的导体棒，如图所示，在竖直向上的磁场中静止，则磁的导体棒，如图所示，在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度感应强度B为为 _.FBFNmg磁场对电流的作用磁场对电

14、流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用拓展拓展1：欲使它静止在斜面上：欲使它静止在斜面上,外加磁场的磁感应强度外加磁场的磁感应强度B 的最小值为的最小值为_,方向方向_.拓展拓展2：欲使它静止在斜面上：欲使它静止在斜面上,且对斜面无压且对斜面无压 力力,外加磁场的磁感应强度外加磁场的磁感应强度B的最小值为的最小值为 _,方向方向_.XGGN NF FB mgsin=BIL B=mgsin/ILmg=BIL B=mg/ILGGF FB磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用如图所示，在倾角为如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L、质量为、质量为m的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止在斜面上，外加磁场，磁感应强度的大小和方向可以是止在斜面上，外加磁场，磁感应强度的大小和方向可以是()A.B=mgsin/IL，方向垂直斜面向下，方向垂直斜面向下B.B=mgtan/IL，方向竖直向下，方向竖直向下C.B=mg/IL，方向水平向左，方向水平向左D.B=mgcos/IL，方向水平向左，方向水平向左IABCABC磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对电流的作用