电流表工作原理使用版.ppt

第三节 电流表的工作原理认知目标 n1. 知道电流表的基本构造．n2．知道电流表测电流大小和方向的基本原 理．n3．了解电流表的基本特点 教学过程：n2.安培力的方向？n 既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直 即安培力的方向总是垂直于磁感线和通电 导线所在平面方法：由左手定则判定引入新课： 本节讲述电流表的工作原理，是根据磁场对电 流作用力的一个具体应用，请问：1. 安培力的大小？F=BIL阅读课文，然后回答.电流表主要由哪 几部分组成的？ n电流表的组成：蹄形磁铁、铁芯、铝框、 线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘 一、 电流表的结构电流表各部分的构造： （1）蹄形磁铁和铁芯间 的磁场是均匀地辐 向分布的． （2）铝框上绕有线圈， 铝框的转轴上装有两个 螺旋弹簧和一个指针．图二、线框在匀强磁场中的磁力矩 abcdO/OB当线圈平面与磁场平行时，求线圈所受的安培 力的总力矩.ab=cd=L1,bc=ad=L2,线圈中的电流强度为I 两边安培力的大小为 F=BIL1 线圈所受安培力的总力矩 M=2 M1 ＝BIL1L2=BIS.安培力力臂为Fa(b)Fd(c)BOab所受安培力的力矩 M1= BIL1×如果是N匝线圈，则线圈所受安培力的力矩 为多大？ 线圈所受安培力的力矩为M=NBIS.O/OabcdBθ如果是N匝线圈，当线圈平面与磁场方向成θ角 时，线圈所受安培力的力矩又为多大？θ╮Fa(b)Fd(c)Bab、cd边受的安培力 仍为平面与B平行时的 大小，但这一对力的 力臂均变为 则线圈所受安培力的力矩为M=NBIScosθ.Fa(b)F d(c)B当线圈平面与磁感线垂直时，磁力矩为零.总结：n1在①匀强磁场，②转轴OO/ ⊥B的条件下 ，M与线圈的形状无关.n2当线圈平面与磁感线平行时，θ＝00，磁 力矩最大；M=NBIS.n当线圈平面与磁感线垂直时，θ＝900，磁 力矩为零.三、电流表的工作原理n1.线圈的导线处于蹄形磁铁和 圆柱铁芯间均匀辐向分布的 磁场中.n2.设线圈所处位置磁感应强度大小为B，线 框长为L1、宽为L2 、匝数为N，当线圈中通 有电流I时，由于线圈平面与磁感线平行，nθ＝00，磁力矩最大；故安培力的力矩大小 为：M1=NBIL1 L2 =NBIS3.当线圈发生转动，不论通电线圈转到什 么位置，它的平面都跟磁感线平行，安培 力的力矩不变．当线圈转过角θ指针偏角也 为θ时，两弹簧产生阻碍线圈转动的扭转力 矩M2=kθ对比F=kx可知， M2=kθ中k决定于螺旋弹簧 的材料，金属丝的粗细、形状、螺旋半径等；由k=M2/θ知k的物理意义为弹簧扭转单位 角度所产生的力矩. n当M1和M2相平衡时线圈就停在某一偏角θ上 ，固定在转轴上的指针也转过同样的偏角θ， 并指示刻度盘上的某一刻度，从刻度的指示数 就可以测得电流强度.NBSIkq=由M1=M2可得NBIS=kθ， （1）对于同一电流表N、B、S和k为不变量 ，所以θ∝I,可见θ与I一一对应，从而用指针 的偏角来测量电流强度I的值；（2）因θ∝I,θ随I的变化是线性的，所以 表盘的刻度是均匀的.四 、磁电式仪表的特点n1.灵敏度高，可以测量很弱的电流，但是绕制 线圈的导线很细，允许通过的电流很小。

n2.电流和安培力成正比，所以电流表的刻度是 均匀的n3.电流方向改变，安培力方向也改变，线圈朝 相反方向转动1.复述电流表中磁场的分布特点. 2.对电流表的指针，在什么情况下静止在某刻度？ 五、练习答：1.电流表中磁场是均匀地辐向分布的，不管通电线 圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行. 2.当安培力矩M1和螺旋弹簧产生的力矩M2相平衡时 ，线框连同指针达到平衡，静止在某一刻度 例题分析n3. 下列哪些措施可以提高线圈的灵敏度 （ ）nA.增加线圈的匝数；nB.增强磁极间的磁感应强度；nC.减小线圈的电阻；nD.换用不易扭转的弹簧n电流表工作时，安培力产生的力矩和螺旋 弹簧产生的力矩相平衡，即：NBIS=kθn电表的灵敏度可以表示为θ/I=NBS/k，n可见，提高电流表的灵敏度可以：增加线 圈的匝数；增强磁感应强度；增大线圈的 面积；减小k值n正确选项 AB课后小结n1.磁场对通电线圈的作用——磁力矩.n（1）磁场与通电线圈平行时，磁力矩最大， Mm=NBIS,这里N、S分别为线圈的匝数和面积.n（2）当磁场与通电线圈垂直时M=0.n（3）磁场与通电线圈的平面成θ角时，磁力矩 M=NBIScosθ.n注意：磁力矩的公式与线圈的形状无关.n2.电流表n（1）结构 （2）磁场分布特点 （3）工作原理 。