高考物理 核心要點(diǎn)突破系列 第15章第三節(jié)《電流表的工作原理》課件 新人教版選修31.ppt

第三節(jié)電流表的工作原理 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第三節(jié) 課前自主學(xué)案 目標(biāo)概覽 目標(biāo)概覽 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 知道電流表的基本構(gòu)造 2 知道電流表測(cè)電流大小和方向的基本原理 3 了解電流表的基本特點(diǎn) 重點(diǎn)難點(diǎn) 1 電流表的工作原理 2 安培力的力矩與彈簧的扭轉(zhuǎn)力矩平衡 課前自主學(xué)案 一 電流表的構(gòu)造由 等組成 二 電流表的工作原理蹄形磁鐵和固定的鐵芯間形成均勻的輻向分布的磁場(chǎng) 繞在鋁框上的線圈平面總是和磁場(chǎng)方向平行 當(dāng)電流通過線圈時(shí) 線圈上平行于轉(zhuǎn)軸的兩邊都受到 的作用 這兩邊所受的 產(chǎn)生的力矩使線圈轉(zhuǎn)動(dòng) 從而使螺旋彈簧被扭動(dòng) 產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩 這兩個(gè)力矩達(dá)到 時(shí) 線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng) 蹄形磁鐵 鐵芯 鋁框 線圈 螺旋彈簧 指針 安培力 安培力 平衡 線圈中電流越大 它所受的 的力矩越大 線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度越大 因此 根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小 就可以知道線圈中電流的大小 當(dāng)改變線圈中電流的方向 線圈中平行于轉(zhuǎn)軸的兩邊所受的 也要改變方向 從而使指針的偏轉(zhuǎn)方向改變 因此根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向 就可確定被測(cè) 的方向 三 磁電式電流表的優(yōu)缺點(diǎn)電流表的優(yōu)點(diǎn)是 缺點(diǎn)是 或不能測(cè)較大的電流 安培力 安培力 電流 靈敏度高 能測(cè)的電流很小 核心要點(diǎn)突破 一 怎樣理解電流表的工作原理1 如圖15 3 1所示 設(shè)線圈所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b 線圈長(zhǎng)為l 寬為d 匝數(shù)為n 當(dāng)線圈中通有電流i時(shí) 安培力對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生力矩 圖15 3 1 課堂互動(dòng)講練 如圖15 3 2所示為磁電式電流表內(nèi)部的示意圖 已知輻射狀磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b 0 9t 矩形線圈的邊長(zhǎng)l1 2cm l2 2 5cm 匝數(shù)n 2000 電流表的滿偏角 90 與線圈相連的兩個(gè)螺旋彈簧的扭轉(zhuǎn)特征是 每扭轉(zhuǎn)1 產(chǎn)生的力矩為1 10 6n m 求該電流表的滿偏電流 圖15 3 2 答案 100 a 點(diǎn)評(píng) 要理解電流表的工作原理 首先要深入分析安培力的力矩 盡管m nbis是根據(jù)矩形線圈的情形推出的 但對(duì)其他形狀的線圈也都成立 變式訓(xùn)練電流表中蹄形磁鐵和圓柱形鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻輻向分布的 當(dāng)線圈中通以恒定電流時(shí) 線圈將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) 電流表的指針也隨著偏轉(zhuǎn) 最后停在某一偏角位置上 則在偏轉(zhuǎn)過程中隨著偏轉(zhuǎn)角度的增大 a 線圈受到的安培力的力矩將逐漸增大b 線圈受到的安培力的力矩將逐漸減小c 線圈受到的安培力的力矩不變d 電流表中螺旋彈簧產(chǎn)生的阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩將逐漸增大 解析 選cd 由于電流表中蹄形磁鐵和圓柱形鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻輻向分布的 因此無論線圈轉(zhuǎn)到什么位置