电流表的工作原理

nullnullnull 一、安培力 1.安培力的大小： 2.安培力公式的适用条件； ①一般只适用于匀强磁场或在导线范围内是一个恒量； ②导线垂直于磁场； ③L为导线的有效长度，null任意弯曲的通电导线的等效长度相当于连接导线两端直线段的长度 思考：闭合通电回路在磁场中受安培力多大？null 二、安培力方向的判定----左手定则 1.通电导线所受的安培力方向和磁场B的方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定. 2.安培力F的方向总是垂直于磁感线与通电导线构成的平面，既与磁场的方向垂直，又与电流方向垂直，但磁场方向与电流方向不一定垂直null 例1.下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法，正确的有 A.安培力的方向与磁场方向垂直，同时又与电流方向垂直 B.若某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大，此时导线必与磁场方向垂直 C.若导线受到的磁场力为0，导线所在处的磁感应强度必为0 D.安培力的大小只跟磁场的强弱和电流有关( A B )null三、电流表的工作原理 1、磁电式电表的构造： 磁场、螺线弹簧、线圈(连指针刻度等) 2、极靴和铁芯使磁场都沿半径方向辐型均匀分布的 3、电流表的刻度是均匀的 磁场对电流的作用力跟电流成正比 指针偏转的角度也与电流成正比 null4、电表的指针转过的角度：5、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。null四、判断安培力作用下物体运动情况的方法1、电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流，用左手定则判出每微段安培力的方向，最后确定运动方向2、特殊位置法：把电流或磁铁拉到一个便于的特殊位置后再判断所受安培力的方向，从而确定运动方向3、等效法：将环形电流和通电螺线管等效成条形磁铁，或将条形磁铁等效成环形电流或通电螺线管。通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析 4、利用结论法：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，两电流平行时无转动趋势；两电流不平行时有转动到相互平行且电流方向相同的趋势null 例2．如图3′-11所示，在条形磁铁N极附近悬挂一个圆线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示的方向流动时，将会出现下列哪种情况？ A．线圈向磁铁平移； B．线圈远离磁铁平移； C．从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁； D．从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁．( C )null 例3：如图在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈，当线圈中通有从左向右看逆时针方向的电流时，线圈将向哪个方向偏转？ 解：用“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”最简单：条形磁铁的等效螺线管的电流在正面是向下的，与线圈中的电流方向相反，互相排斥，而左边的线圈匝数多所以线圈向右偏转。（本题如果用“同名磁极相斥，异名磁极相吸”将出现判断错误，因为那只适用于线圈位于磁铁外部的情况。） null 例4.一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图11-2-2所示的匀强强场中，此时悬线中的张力大小小于铜棒的重力，欲使悬线中张力变为0，可采用的方法是 A.保持原磁场不变，适当增大电流且方向不变 B.使电流反向，并适当减弱磁场 C.电流大小、方向不变，适当增强磁场 D.使磁场反向，适当增大电流并反向( A C )null 例5.如图11-2-4所示，给一根松弛的导体线圈中通上电流，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)null 例6：如图11-2-7所示，把一重力不计的通电导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)A.顺时针方向转动，同时下降； B.顺时针方向转动，同时上升； C.逆时针方向转动，同时下降； D.逆时针方向转动，同时上升；【题后小结】定性判断通电导线 或线圈在安培力作用下的运动问题： 主要方法：(1)电流元法；(2)特殊位置法；(3)等效法；(4)利用结论法；( A )null 例6：如图11-2-8所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则 A.磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用； B.磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用 C.磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用 D.磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用 ( A )【题后小结】 本题步骤： 1、先确定电流所在位置的磁场， 2、再分析其受力 3、最终要根据相互作用的原理以确定 磁体的受力得出最终结果.若不在中央？null 例7：如图11-2-5(a)，相距20cm的两根光滑平行铜导轨，导轨平面倾角为a=370，上面放着质量为80g的金属杆ab，整个装置放在B=0.2T的匀强磁场中. (1)若磁场方向竖直向下，要使金属杆静止在导轨上， 必须通以多大的电流. (2)若磁场方向垂直斜面向下，要使金属杆静止在 导轨上，必须通以多大的电流。( 15A )( 12A )null 例8：如图11-2-6所示，在同一水平面上的两导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6kg，有效长度为2m的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5A时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增加到8A时，金属棒的加速度为2m/s2，求磁场的磁感强度.B=1.2Tnull 例9：根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮，其原理如图11-2-9所示，把待发射的炮弹(导体)放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通入大电流，使炮弹作为一个载流导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去，试判断图中炮弹的受力方向，如果想提高某种电磁炮的发射速度，理论上可怎么办?null 例11．两根相距L=1m的光滑平行导线左端接有电源，右端连接着半径R=0.5m的光滑圆弧形导轨，，在导轨上搁置一根质量m=1Kg的金属棒，整个装置处于竖直向上，磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，当在棒中通以如图所示方向的瞬时电流时，金属棒受到安培力作用从静止起向右滑动，刚好能到达轨道的最高点，求通电过程中通过金属棒的电量。null 例10：如图11-2-10所示，两根平行光滑轨道水平放置，相互间隔d=0.1m，质量为m=3g的金属棒置于轨道一端.匀强磁场B=0.1T，方向竖直向下，轨道平面距地面高度h=0.8m，当接通开关S时，金属棒由于受磁场力作用而被水平抛出，落地点水平距离s=2m，求接通S瞬间，通过金属棒的电量.