电流表工作原理使用版

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节 电流表的工作原理,1,认知目标,1. 知道电流表的基本构造,2知道电流表测电流大小和方向的基本原理,3了解电流表的基本特点,2,教学过程：,2.安培力的方向？,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,3,阅读课文，然后回答.电流表主要由哪几部分组成的？,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,4,一、 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,5,二、线框在匀强磁场中的磁力矩,a,b,c,d,O,/,O,B,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,=,L,1,bc,=,ad,=,L,2,线圈中的电流强度为,I,6,两边安培力的大小为,F,=,BIL,1,线圈所受安培力的总力矩,M,=2 M,1,BIL,1,L,2,=,BIS,.,安培力力臂为,F,a(b),F,d(c),B,O,ab所受安培力的力矩M,1,=,BIL,1,7,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=,N,BIS,.,8,O,/,O,a,b,c,d,B,如果是,N,匝线圈，当线圈平面与磁场方向成角时，线圈所受安培力的力矩又为多大？,9,F,a(b),F,d(c),B,ab、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=NBIS,cos.,10,F,a(b),F,d(c),B,当线圈平面与磁感线垂直时，磁力矩为零.,11,总结：,1在匀强磁场，转轴,OO,/,B,的条件下，,M,与线圈的形状无关.,2当线圈平面与磁感线平行时，0,0,，磁力矩最大；,M=NBIS,.,当线圈平面与磁感线垂直时，90,0,，磁力矩为零.,12,三、电流表的工作原理,1.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.,13,2.设线圈所处位置磁感应强度大小为B，线框长为L,1,、宽为L,2,、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，,0,0,，磁力矩最大；故安培力的力矩大小为：,M,1,=NBIL,1,L,2,=NBIS,14,3.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指针偏角也为时，两弹簧产生阻碍线圈转动的扭转力矩M,2,=k,15,对比,F=kx,可知，,M,2,=,k,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=M,2,/,知,k,的物理意义为弹簧扭转单位角度所产生的力矩.,16,当,M,1,和,M,2,相平衡时,线圈就停在某一偏角,上，固定在转轴上的指针也转过同样的偏角,，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,.,NBS,I,k,q,=,由,M,1,=,M,2,可得,NBIS,=,k,，,17,（1）对于同一电流表,N、B、S,和,k,为不变量，所以,I,可见,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,I,随,I,的变化是线性的，所以表盘的刻度是均匀的.,18,四 、磁电式仪表的特点,1.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。,2.电流和安培力成正比，所以电流表的刻度是均匀的,3.电流方向改变，安培力方向也改变，线圈朝相反方向转动。,19,1.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,M,1,和螺旋弹簧产生的力矩,M,2,相平衡时，线框连同指针达到平衡，静止在某一刻度,20,例题分析,3. 下列哪些措施可以提高线圈的灵敏度 （ ）,A.增加线圈的匝数；,B.增强磁极间的磁感应强度；,C.减小线圈的电阻；,D.换用不易扭转的弹簧,21,22,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=k,电表的灵敏度可以表示为,/,I=NBS/k,，,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,正确选项 AB,23,课后小结,1.磁场对通电线圈的作用磁力矩.,（1）磁场与通电线圈平行时，磁力矩最大，,M,m,=,NBIS,这里,N、S,分别为线圈的匝数和面积.,（2）当磁场与通电线圈垂直时,M,=0.,（3）磁场与通电线圈的平面成,角时，磁力矩,M=NBIS,cos,.,注意：磁力矩的公式与线圈的形状无关.,2.电流表,（1）结构 （2）磁场分布特点 （3）工作原理,24,