安培力 磁感应强度 电流表的工作原理
磁电式电流表工作原理
磁电式电流表工作原理
磁电式电流表即为中学物理常用的测量闭合回路电流大小的仪器。
当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用，线圈左右两边所受安培力的方向相反，安装在轴上的线圈就会转动。
线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。
根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。
工作原理
电流表由于蹄形磁铁和铁芯间的磁场是辐向均匀分布的，因此不管铜电线圈转到什幺角度，它的平面都跟磁感线平行。
因此，磁力矩与线圈中电流成正比（与线圈位置无关）。
当铜电线圈转动时，螺旋弹簧将被扭动，产生一个阻碍线圈转动的阻力矩，其大小与线圈转动的角度成正比，当磁力矩与螺旋弹簧中的阻力矩相等时，线圈停止转动，此时指针偏向的角度与电流成正比，故电流表的刻度是均匀的。
当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变，所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。
磁电式电流表的读数是应用了电磁阻尼的原理。
为了使指针摆动快速稳定下来，从而便于快速读出示数，磁电式电流表将线圈绕在闭合的铝框上，在。
《安培力》 知识清单
《安培力》知识清单一、安培力的定义安培力是指通电导线在磁场中受到的作用力。
简单来说，当导线中有电流通过，并且处于磁场中时，就会受到安培力的作用。
二、安培力的大小安培力的大小与多个因素有关，主要包括：1、电流的大小（I）：电流越大，安培力通常越大。
2、导线在磁场中的有效长度（L）：这里的有效长度是指垂直于磁场方向的导线长度。
3、磁感应强度（B）：磁场越强，安培力越大。
其计算公式为：F ＝BILsinθ，其中θ是电流方向与磁场方向的夹角。
当电流方向与磁场方向垂直时（θ ＝ 90°），安培力最大，F ＝ BIL；当电流方向与磁场方向平行时（θ ＝ 0°或 180°），安培力为零。
三、安培力的方向安培力的方向可以用左手定则来判断。
左手定则：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内。
让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
需要注意的是，安培力的方向总是垂直于电流方向和磁场方向所确定的平面。
四、安培力的应用1、电动机电动机是利用安培力的原理工作的。
通电线圈在磁场中受到安培力的作用而发生转动，从而将电能转化为机械能。
2、磁电式仪表例如电流表、电压表等，其工作原理也涉及到安培力。
通过电流在磁场中受到的安培力，使指针发生偏转，从而指示出相应的物理量。
3、电磁炮这是一种利用电磁力发射炮弹的装置。
通过强大的电流产生的安培力，推动炮弹高速发射出去。
五、安培力与洛伦兹力的关系安培力实际上是导线中大量自由电子受到的洛伦兹力的宏观表现。
洛伦兹力是指运动电荷在磁场中受到的力。
当导线中有电流通过时，其中的自由电子定向移动，每个电子都受到洛伦兹力。
由于大量电子受到的洛伦兹力的总和，就表现为导线所受到的安培力。
六、安培力的实验探究在实验室中，可以通过以下实验来探究安培力的相关特性：1、实验装置通常包括电源、导线、磁场产生装置（如磁铁）、测力计等。
三、 电流表的工作原理
二、电流表主要工作原理
线框在匀强磁场中的磁力矩：
线圈平面与磁场平行时，所受力如图所示， 两边安培力的大小为F=BIL1 ，这一对力偶 的 力 偶 臂 为 L2 ， 所 受 安 培 力 的 总 力 矩 M=BIL1L2=BIS.
线圈所受安培力的力矩为M=nBIScosα .
说明：在①匀强磁场②转轴OO′⊥B的条件 下，M与转轴的位置及线圈的形状无关.
三、 电流表的工作原理
教学目标 1.知道电流表的构造. 2.知道电流表的磁 场力的方向. 4.会推导线圈所受安培力的力矩，理解电 流表的刻度为什么是均匀的
一、电流表的组成及磁场分布 电流表的组成：永久磁 铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、 指针、刻度盘. 电流表中磁铁与铁芯之 间是均匀辐向分布的 ，所谓 均匀辐向分布，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，线圈平面与磁感线之 间的夹角都是零度.该磁场并 非匀强磁场，但在以铁芯为 中心的圆圈上，各点的磁感 应强度B的大小是相等的.
问： 1.为什么电流表可测出电流的强弱和方向 2.磁电式仪表的优缺点是什么？
磁场对电流的作用力和电流成正比，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，因此，根据指 针偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱. 当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随 着改变，指针的偏转方向也随着改变，所以， 根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方 向. 磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测出 很弱的电流；缺点是绕制线圈的导线很细，允 许通过的电流很弱（几十微安到几毫安）.如果 通过的电流超过允许值，很容易把它烧坏.
第三节 电流表的工作原理
教学内容：第三节 电流表的工作原理【基础知识精讲】1.电流表内部线圈处在均匀幅向分布磁场中，它同时受到安培力力矩和螺旋弹簧的弹力力矩.当这两种力矩相平衡时，线圈停止转动.设线圈所在处磁场磁感应强度为B ，线圈长为L 1，线圈宽为L 2，线圈匝数为N ，则线圈所受的安培力力矩为：M F ＝2N ·BL 1I ·21L 2＝NBIL 1L 2. 由此可知，线圈中的通电电流强度越大，安培力力矩越大，线圈偏转角度越大，与线圈相固连在一起的指针偏转角度也越大.2.若线圈处在匀强磁场中，且其转轴垂直于磁场方向，设磁场(B)方向与线圈平面间夹角为θ，线圈面积为S ，则磁力矩为：M ＝BIScos θ.当线圈平面与磁场平行时：θ＝0，M ＝BIS ；当线圈平面与磁场垂直时：θ＝90°，M ＝0.3.磁电式仪表是磁场对通电线圈作用的应用实例.如图所示是测定电流强弱和方向的电学仪器，常称电流计.其构造是一个很强的蹄形磁铁两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，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.线圈的两端分别接在这两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈.电流表的工作原理：线圈在均匀幅向分布的磁场中受到磁力矩的作用，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，从而产生转动力矩.当弹簧的转动力矩与磁力矩平衡时，线圈停止转动.磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，如果通过的电流超过允许值，很容易把它烧坏.【重点难点解析】本节重难点：1.磁电式仪表是利用磁场对电流的作用制成的.2.磁电式仪电原理：当有电流流过线圈时产生磁力矩使铝框和指针转动，同时螺旋弹簧也被扭动，产生一个阻碍线圈运动的力矩，当两相反的力矩平衡时线圈停止转动.由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，指针偏角大小和电流成正比.3.磁电式仪表的优点是灵敏度高，缺点是线圈导线很细，允许通过的电流很弱.【难题巧解点拨】例 1 如图中甲所示，将一通电直导线放在蹄形磁铁的正上方，导线可以自由移动.当导线通以从左向右方向的电流时，导线的运动形式是( )A.导线不动B.导线向下平动C.从上向下看，导线逆时针转动的同时向下运动D.从上向下看，导线逆时针转动解析如图中乙所示，把通电直导线看成AO、OB两部分.AO段所在处的磁场方向斜向上，用左手定则可判断出AO所受的安培力的方向向外；OB段所在处的磁场方向斜向下，由左手定则可判定OB段受力方向向内.因而导线以O为轴做逆时针转动，即AO向外、OB向内转.当转至与纸面垂直的位置时，电流方向向内；又由左手定则，导线受到向下的安培力，所以导线在逆时针转动的同时向下运动.故C对.若把蹄形磁铁上方的磁场误认为是匀强磁场，那么就会认为导线与磁感线平行，导线不受力，从而得出答案A的错误结论.评注遇到这类问题时，可以采用上述的分段处理法，又叫微元法.即分析各段在磁场中受到的安培力的情况；再分析整个导线的受力情况.此方法对于非匀强磁场中导体受力的判定是很有用的.例2 如图所示，原来静止的圆形线圈可以自由移动，在圆线圈直径MN上靠近N点处放置一根垂直于线圈平面的固定不动的通电直导线，导线中电流从外向里流动.当在圆线圈中通以逆时针方向的电流I′时，圆线圈将会( )A.受力向左平动B.受力向右平动C.受力平衡，不动D.以MN为轴运动解析长直导线通电后在它周围形成以导线上的点为圆心的圆形磁场区域，如图中虚线所示.圆形线圈就是在该磁场中的通过导体，要受到安培力作用，其方向可由左手定则判断出.圆线圈下半部分所在处磁场方向斜向上，所以受的安培力方向垂直纸面向外；上半部分线圈受的安培力垂直纸面向里.因此线圈以MN为轴转动，故D选项正确.评注此题若误认为直导线在圆线圈的圆心处，直导线产生的磁场与圆线圈电流的方向平行，圆线圈不受力，因而会错误地得出C选项正确.此题解法与例1类似，也是将非匀强磁场中的导体进行分段处理.由此可见，这种“化整为零”、“积零成整”的思考方法有时是很有用处的.【命题趋势分析】了解电流表的工作原理，需深入分析安培力力矩(简称磁力矩).当线圈处在均匀幅向磁场中时，其力臂不变；当线圈处在匀强磁场中时，其力臂随线圈转动而发生变化.【典型热点考题】例1 如图所示是磁电式电流表的原理图，已知图中可以绕轴转动的铝框上绕有的线圈长2cm ，宽1cm ，匝数250匝，强磁极间隙内均匀幅向磁场的磁感应强度为0.2T ，当通入的电流为0.1mA 时，作用在线圈上的安培力矩为A.1.0×10-6N ·mB.10N ·mC.1.0×10-3N ·mD.4.0×10-9N ·m解析 设线圈长为L 1，宽为L 2，线圈匝数为n ，幅向磁场磁感应强度为B ，当线圈中通电电流强度为I 时，线圈所受的磁力矩为M ＝nBIL 1·21L 2×2＝nBIL 1L 2 故答案为A例2 两条导线互相垂直，如图1所示，但相隔一段小距离，其中一条AB 是固定的，另一条CD 能自由活动.当直流电流按图示方向通入两条导线时，导线CD 将(从纸外向纸内看)：A.不动B.顺时针方向转动，同时靠近导线ABC.逆时针方向转动，同时离开导线ABD.逆时针方向转动，同时靠近导线AB 解析 首先根据右手螺旋定则判定CD 所在处磁场分布情况.设CD 与AB 交点为O ，则CD 段所在处磁场方向垂直纸面向外，OD 段所在处磁场方向垂直纸面向里.根据通电直导线电流特点知：导线CD 上各点磁感应强度的大小与它到导线的距离有关.因此分析导线CD 的受力应分段处理.如图2将CD 分成无数小段：L 1、L 2、……、L n ；L ′1、L ′2、……、L ′n ；其中L 1与L ′1、L 2与L ′2、……L n 与L ′n 到O 点的距离相等.因为L 1、L ′1两段所在处磁感应强度大小相等、长度相同、电流强度相同，所以它们所受的安培力大小相等、方向相反.同理，L n 、L ′n 所受的安培力大小相等、方向相反.因此，从整体上分析导线CD 所受的安培力合力为零，安培力力矩M ≠0.在磁力矩作用下，CD 会沿逆时针方向发生转动.导线CD 从最初位置转过后，导线AB 同时会对CD 产生吸引作用，致使其靠近.故正确答案为D.【同步达纲练习】1.如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导线.当通以如图所示的电流时，欲使导体静止在斜面上，需外加匀强磁场B的大小和方向应是( )A.B＝mgsinα/IL，垂直斜面向上B.B＝mgsinα/IL，垂直斜面向下C.B＝mgtanα/IL，方向竖直向下D.B＝mg/IL，方向水平向右2.如图所示，在两个相同的圆形线圈中，通以大小不同但方向相同的电流，则两个线圈在光滑的绝缘杆上的运动情况是( )A.互相吸引，电流大的加速度数值较大B.互相排斥，电流大的加速度数值较大C.互相吸引，加速度相同D.以上说法均不动3.如图所示，A、B、C、D是四根互相平行的长直导线，它们在同一竖直平面内，导线之间的距离相等且固定不动.给它们通以大小相同、方向如图所示的电流，则四根导线中所受合力方向向左的是( )A.导线AB.导线BC.导线CD.导线D4.位于xoy平面内的矩形通电线圈只能绕ox轴转动，线圈的四个边分别与x、y轴平行，线圈中电流方向如图所示，当空间加上如下所述的哪种磁场时，线圈会转动起来?A.方向沿x轴的恒定磁场B.方向沿y轴的恒定磁场C.方向沿z轴的恒定磁场D.以上方向磁场均不会5.如图所示，接通键S的瞬间，用丝线悬挂于一点、可自由转动的通电直导线AB将( )A.A端向下，B端向上，悬线张力不变B.A端向上，B端向下，悬线张力不变C.A端向纸外，B端向纸内，悬线张力变小D.A端向纸内，B端向纸外，悬线张力变大6.如图所示，一条形磁铁竖直放在水平桌面上的弹性导线线圈的圆心上，当线圈中通过如图所示的电流时，下列说法中正确的是( )A.线圈半径缩小B.线圈半径增大C.线圈对桌面的压力减小D.线圈对桌面的压力增大7.在倾角为θ的光滑斜面上放置长为L、质量为M、通电电流为I的导体棒，如图所示.(1)要体棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值是多少?(2)要使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值是多少?方向如何?【素质优化训练】1.如图所示，一根通电直导线MN用导线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，电流方向由M流向N，此时悬线所受张力不为零.欲使悬线张力为零，必须( )A.改变电流的方向，并适当增加电流强度的大小B.不改变电流的方向，只适当增加电流强度的大小C.改变磁场的方向，并适当增加磁感应强度的大小D.不改变磁场的方向，并适当增加磁感应强度的大小1题图 2题图2.如图所示，一弓形线圈中通以逆时针方向的电流，在其圆弧的圆心处垂直纸面放一直导线，当直导线中通有指向纸内方向的电流时，线圈将( )A.a端向纸内、b端向纸外转动，且靠近导线B.a端向纸内、b端向纸外转动，且远离导线C.b端向纸内、a端向纸外转动，且靠近导线D.b端向纸内、a端向纸外转动，且远离导线3.超导是当今高科技的热点.当一块磁体靠近超导体时，超导体会产生强大的电流，同时对磁体有排斥作用.这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就是采用这种技术.由此可见，磁体悬浮的原理是( )A.超导体电流的磁场方向与磁体相同B.超导体电流的磁场方向与磁体相反C.超导体使磁体处于失重状态D.超导体产生的磁力与磁体重力平衡4.如图所示，半径为r的金属圆盘置于磁感应强度为B的匀强磁场中，圆盘水平，可绕竖直固定轴OO′转动，磁场方向垂直于盘面向下.现将盘心O和盘边缘接入电路，当通过电路的电流强度为I时，圆盘受到的磁力矩为( )A.BIr2B.22BIrC.42BIrD.无法确定4题图 5题图5.如图所示，导体ab长为L，质量为m，电阻不计.用长为L的细线悬挂后恰与水平光滑的金属导轨接触，且处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向竖直向下.闭合开关后，通过导体ab的电量为q，求：(1)磁场对通电导体做的功；(2)ab摆动的最大偏角.6.如图所示，P、Q是两根平行的相距L的光滑金属棒，它们的下端接有电动势为ε的电池，电池的内阻和金属棒P、Q的电阻均可不计.整个装置处在竖直方向的匀强磁场中.将质量为m的直导线ab垂直于P、Q放在它们上面，两棒之间的电阻为R.调整P、Q的倾角，当P、Q与水平面间夹角为θ时，直导线恰好能在P、Q上静止不动.试确定磁场的方向，分析计算磁场磁感应强度的大小.如果匀强磁场的方向保持与P、Q所处的平面垂直，试问磁感应强度多大?7.如图所示，n匝矩形线框abcd，ab＝cd＝L1，bc＝ab＝L2.现将它放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，其转轴oo′与磁场方向垂直，若线圈通有恒定电流强度为I的电流，求线框所受的磁力矩的变化规律.【生活实际运用】例 电流表的矩形线圈数n ＝100匝，矩形线圈处在磁场中的两条边长为L 1＝2.5cm ，另两条边长为L 2＝2.4cm.指针每转1度角，螺旋弹簧产生的阻碍力矩k ＝1.5×10-8N ·m ，指针的最大偏转角为80度.已知电流表磁极间沿辐射方向分布的匀强磁场的磁感应强度B ＝1.0T(如图)，求该电流表的满偏电流值(即电流量程)多大?解析 电流表的指针偏转80°时，螺旋弹簧的阻碍力矩为M 2＝k θ＝1.5×10-8×80＝1.2×10-6(N ·m)设电流表的满偏电流值为I g ，满偏时通电线圈所受磁场的作用力矩为M 1＝nBI g S＝100×1×2.5×10-2×2.4×10-2I g＝6.0×10-2I g (N ·m)满偏时通电矩形线圈所受磁力矩与螺旋弹簧的阻力矩相等，即M 1＝M 2，由此可得I g ＝26100.6102.1--⨯⨯＝2.0×10-5(A)＝20(μA) 即电流表的满偏电流值为20μA.【知识验证实验】最简单的电流计用直径0.2毫米的漆包线在火柴匣的两端各绕50圈，两个线圈中间的线不要断开.再在火柴匣的上面开出一个圆孔，匣中心放一个指南针，并且固定住，一个最简单的电流计就作成了.使用的时候，转动火柴匣，使指南针跟两端的线圈平行.然后把它接入要测试的电路里，如果有电，磁针就立即转动，没有电就不动.它能比较灵敏地测出电路中是否存在电流.【知识探究学习】例 如图1所示，矩形线圈abcd 处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，ab 边、cd 边和对称的转动轴OO′都与磁场方向垂直，如果线圈中按图示方向有电流I通过，求磁场对线圈的作用.解析设ab边与cd边长为L1，bc边与da边长为L2.显而易见，磁场对通电线圈的作用，与线圈面所处的位置有关.为加深认识，先讨论线圈处在两个特殊位置的情形，然后再研究一般位置的情况.1.线圈面恰好与磁场方向垂直.这个位置的剖面图如图2所示.这时线框的四条边都受最大磁场力作用，ab边、cd边所受磁场力为F1＝BIL，bc边、da边所受磁场力为F2＝BIL2.由于这四个力的作用线都处在线圈面中，互相抵消，合力为零，力矩也为零；四条边所受磁场力，有使线圈扩张的趋势.线圈面与磁场垂直的位置叫平衡位置，常用虚线表示.2.线圈面与磁场方向平行时，bc边和da边恰好与磁感线平行，不受磁场力作用；而ab 边和cd边所受磁场力构成一对力偶，力的大小为F1＝BIL1，方向如图3所示，力臂为d＝L2，力矩最大，最大力矩为M m＝F1L2＝BIL1L2＝BIS式中S＝L1L2，为线圈的面积.3.一般情况，线圈的位置用线圈面与平衡位置间的夹角θ表示(如图4)，这时线圈仍受力偶作用，力臂为d＝L2sinθ，力矩为M＝BIL1L2sinθ＝BISsinθ＝M m sinθ此式为通电线圈在匀强磁场中所受力矩的一般表达式.M m＝BIS为最大力矩，是θ＝90°线圈面与磁感线平行时磁场对通电线圈的作用力矩；θ＝0时，M＝0，表示线圈面垂直于磁感线时，磁场对通电线圈的作用力矩为零.对于公式M＝M m sinθ，有下列几点需要注意：①只要转动轴与磁场方向垂直，即使转动．．．．．．．．．．．．．．．．．．轴不在线圈的对称位置，该公式也适用；②只要线圈在一个平面里，该公式与线圈的形状无．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．关，最大力矩．．．．．．M ．m ．＝．BIS ．．．，．S ．是线圈的面积，不管线圈是什么形状，该公式都适用；③如果线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．圈有．．n ．匝．.．则．M ．m ．＝．nBIS ．．．．；④整个线圈必须都处在匀强磁场中．．．．．．．．．．．．．．．．.．参考答案【同步达纲练习】 1.BC 2.D 3.AC 4.B 5.D 6.AC 7.(1)ILmg θsin 方向垂直斜面向上 (2)IL mg ，方向水平向左【素质优化训练】1.BD2.A3.BD4.C5.(1)W ＝m q L B 2222 (2)θ＝arccos gm Lq B g m 222222- 6.竖直向上，B ＝mgRtan θ/εL;B ＝mgRsin θ/εL 7.D。
仪表工作原理
仪表工作原理
仪表工作原理是指仪表设备在测量、控制、监测等过程中所采用的原理和方法。
通常，仪表的工作原理是基于物理、化学、电子、光学等原理进行设计和制造的。
一种常见的仪表工作原理是基于电子原理的。
例如，电流表的工作原理是基于安培力作用在导线上产生的电磁感应现象，通过测量电流所产生的磁场大小来判断电流的大小。
而电压表的工作原理是基于欧姆定律，通过测量电压两端的电压降来计算电压值。
类似地，电阻表的工作原理是通过测量电阻对电流的限制程度来计算电阻值。
另一种常见的仪表工作原理是基于光学原理的。
例如，光电表利用光电效应来测量光强度，通过测量光电流的大小来推断所检测的物体的光强度。
光谱仪则利用光栅的衍射原理，将光信号分解成不同波长的成分，并通过检测不同波长的光强度来分析样品的组成。
除了电子和光学原理外，仪表的工作原理还可基于其他物理或化学原理。
例如，温度计的工作原理可以基于热膨胀、电阻变化或热电效应等原理。
压力计的工作原理可以基于弹性变形或压力传感器的原理。
总之，仪表工作原理可以基于各种物理、化学、电子、光学等原理。
根据具体的测量需求和技术要求，选择合适的原理来设计和制造仪表，以实现准确可靠的测量、控制或监测功能。
电流表的工作原理
电流通过线圈产生 磁场Fra bibliotek磁场与指针相互作 用，使指针偏转
指针偏转角度与电 流大小成正比
指针指向刻度盘上 的相应位置，指示 电流大小
01
电流表的工作原理：通过电磁感应原理，将电 流转换为指针的偏转角度
02
电流表的应用：用于测量电路中的电流大小， 以便了解电路的工作状态
03
电流表的种类：有直流电流表、交流电流表、 数字电流表等
0 1
电流表的工作 原理：利用电 磁感应原理， 通过线圈在磁 场中旋转产生 电流
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线圈的旋转： 线圈在磁场中 旋转，切割磁 感线，产生感 应电动势
感应电动势的 大小：与线圈 的转速、磁感 应强度和线圈 的面积有关
电流表的结构： 主要包括线圈、 磁铁、指针和 刻度盘等部件
电流表的使用 方法：将线圈 接入电路，根 据指针的偏转 情况读取电流 值
电流表可以检测电路中的短路 和断路，帮助定位故障位置
电流表可以检测电路中的电阻， 判断电路是否出现电阻过大或 过小的问题
电流表可以检测电路中的电容， 判断电路是否出现电容过大或 过小的问题
汇报人：xx
指针与刻度的关系：指 针指向的刻度表示电流
的大小
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电流表内部有 一个电磁铁， 当电流通过电 磁铁时，会产 生磁场。
磁场的大小与 电流的大小成 正比，电流越 大，磁场越强。
电磁铁的磁场 会吸引一个可 移动的指针， 指针的偏转角 度与电流的大 小成正比。
指针的偏转角 度可以通过刻 度盘显示出来， 从而可以测量 出电流的大小。
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电流表的使用方法：根据电路的性质选择合适 的电流表，将电流表串联在电路中，读取指针
磁流式电流表原理
磁流式电流表原理
磁流式电流表是一种常用的电流测量仪器。
它是基于安培定理的磁场作用原理设计而成的。
当电流通过磁流式电流表的线圈时，它会产生一个磁场。
这个磁场会与磁流式电流表内部的一个永磁体磁场相互作用，产生一个静磁力。
这个静磁力的方向与电流方向垂直，并且大小与电流强度成正比。
为了测量电流，需要测量静磁力的大小。
磁流式电流表内部采用了一个弹簧系统，可以将静磁力转化为机械位移。
位移量与静磁力成正比，因此可以通过测量位移量来计算电流强度。
磁流式电流表通常有两种类型：直流磁流式电流表和交流磁流式电流表。
直流磁流式电流表的工作原理与上述相同，而交流磁流式电流表还需要添加一个整流器来将交流电转化为直流电以进行测量。
总之，磁流式电流表是一种简单而可靠的电流测量仪器，其工作原理基于磁场作用和安培定理。
通过测量静磁力产生的机械位移，可以计算出电流强度。
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磁场中的安培定律与磁感应强度计算
磁场中的安培定律与磁感应强度计算磁场是物质中特定区域的力场，由于电流所产生的磁效应引起。
而安培定律是描述磁场与电流之间关系的基本定律之一。
本文将探讨磁场中的安培定律以及磁感应强度的计算方法。
一、安培定律的基本原理安培定律是由法国物理学家安德烈·玛丽·安培于1826年提出的。
该定律表明，通过一条封闭回路的任何电流，都会在其所围成的区域内产生磁场。
具体来讲，安培定律可以形式化地表达为以下公式：∮B·dl = μ₀I其中，∮B·dl表示通过回路的磁场环流，μ₀是真空中的磁导率，而I则表示通过回路的电流。
安培定律的本质是电流所激发的磁场对回路产生的磁通量的贡献。
磁通量是指通过一个封闭曲线所围成的面积内磁感线的总数。
根据安培定律，磁场线的环流与通过回路的电流成正比，而比例常数取决于磁导率。
二、磁感应强度的计算方法磁感应强度是磁场中的物理量，用于描述单位面积上所受到的磁场力的大小。
磁感应强度的计算与安培定律密切相关。
磁感应强度的计算方法如下：B = μ₀·H其中，B表示磁感应强度，μ₀是真空中的磁导率，而H则表示磁场强度。
磁感应强度可以通过对磁场强度的积分计算得出。
根据叠加原理，我们可以对所有贡献到某一点的磁场强度进行积分求和，从而得到该点的磁感应强度。
具体方法为计算所有在该点无限小面积上的磁感应强度，然后对这些贡献进行积分。
三、磁场中安培定律与磁感应强度计算的应用磁场中的安培定律和磁感应强度计算在许多领域中得到广泛应用。
在电路中，安培定律被用来计算通过电路元件的电流，并进而推导出磁场分布。
通过安培定律，我们可以了解电流在不同元件中的流动情况，从而优化电路设计。
在磁共振成像（MRI）中，磁感应强度计算是不可或缺的。
MRI利用磁场和射频脉冲的相互作用来获得人体内部的影像。
计算磁感应强度有助于确定合适的参数来获得高质量的MRI图像。
此外，磁场中的安培定律和磁感应强度计算还在电动机、发电机、地球磁场研究等领域中具有重要应用价值。
安培力 电流表的工作原理
二、安培力方向的判定----左手定则 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、 1.通电导线所受的安培力方向和磁场B的方向、 通电导线所受的安培力方向和磁场 电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定. 电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定. 安培力F的方向总是垂直于磁感线与通电导线 2.安培力 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， 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
例6：如图11-2-8所示，条形磁铁放在水平桌面上，在 如图1111 所示，条形磁铁放在水平桌面上， 其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直， 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， 线通以垂直纸面向外的电流，则 ( A ) A.磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用； A.磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用； 磁铁对桌面压力减小 B.磁铁对桌面压力减小， B.磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用 磁铁对桌面压力减小 C.磁铁对桌面压力增大， C.磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用 磁铁对桌面压力增大 D.磁铁对桌面压力增大， D.磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用 磁铁对桌面压力增大 【题后小结】 题后小结】 本题步骤： 本题步骤： 先确定电流所在位置的磁场， 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. 磁体的受力得出最终结果.
例2．如图3′-11所示，在条形磁铁N极附近悬挂一个 如图3′-11所示，在条形磁铁N 3′ 所示 圆线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内， 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？ 沿图示的方向流动时，将会出现下列哪种情况？( C ) A．线圈向磁铁平移； 线圈向磁铁平移； B．线圈远离磁铁平移； 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； 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． 从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁．
电流表的原理
电流表的原理
电流表是一种用来测量电流的仪器，它的原理是基于安培定律和电磁感应定律。
在电路中，电流表的作用是通过一定的方式将电流转化为可读取的物理量，从而方便我们对电路中电流的监测和控制。
接下来，我们将详细介绍电流表的原理。
首先，我们来了解一下安培定律。
安培定律是描述电流与电磁场之间关系的基
本定律，它指出电流通过导体时，会在其周围产生一个磁场。
而电流表利用了这一原理，通过测量电流产生的磁场强度来间接测量电流的大小。
其次，电流表的原理还涉及到电磁感应定律。
根据电磁感应定律，当导体在磁
场中运动时，会在导体中产生感应电动势。
而电流表利用了这一原理，通过测量感应电动势的大小来间接测量电流的大小。
在实际的电流表中，通常采用电流表和电流互感器相结合的方式来测量电流。
电流互感器是一种利用电磁感应原理工作的装置，它可以将高电流通过变压器原理转换成为低电流，从而方便电流表的测量。
电流表的工作原理可以简单概括为，当电流通过电流互感器时，会在互感器中
产生感应电动势，这个电动势会驱动电流表指针的运动，从而指示出电流的大小。
在数字电流表中，感应电动势会被转换成为数字信号，通过数字显示屏显示出来。
总的来说，电流表的原理是基于安培定律和电磁感应定律的，通过测量电流产
生的磁场或感应电动势来间接测量电流的大小。
在实际应用中，电流表通常与电流互感器相结合，通过电磁感应原理来实现对电流的测量。
希望通过本文的介绍，读者对电流表的原理有了更深入的了解。
电流表的测量原理
电流表的测量原理
电流表的测量原理基于安培定律，即电流大小与通过导体的电荷量成正比。
电流表将测量电流的导线与电表内部的线圈相连接，通过线圈中的电流表算法来测量电流的大小。
在电流表内部，通常有一个金属线圈，称为表芯，它由导体绕成。
当电流通过该线圈时，根据安培定律，会在线圈周围产生一个磁场。
这个磁场的强度与通过线圈的电流成正比。
为了测量电流的大小，我们可以通过测量这个磁场的强度来得到。
为了测量磁场的强度，电流表通常使用一个磁针。
磁针是一个指针形状的磁铁，它可以在一个固定的轴上旋转。
当通过线圈的电流产生磁场时，这个磁场会作用在磁针上，使得磁针产生一个指向磁场方向的力矩。
根据磁力矩的原理，磁针会在磁场作用下旋转到一个平衡位置。
为了将磁针的旋转转化为对电流大小的测量，电流表通常会在磁针上安装一个指针，指针可以在一个刻度盘上移动。
这样，当磁针受到磁场的作用旋转时，指针也会随之移动，指向刻度盘上对应的刻度。
通过读取指针所指的刻度，我们就可以得到通过线圈的电流大小了。
为了提高测量的准确性和灵敏度，电流表通常还会进行一些校准和调整。
例如，可以在线圈上加上一个可调电阻，以使电流表在不同量程范围内都能准确测量电流。
此外，还可以通过调整指针和刻度盘的配合来确保读数的准确性。
总的来说，电流表的测量原理是基于安培定律和磁力矩的原理，通过测量线圈中产生的磁场的强度来间接测量电流的大小。
安培表原理
安培表原理
安培表原理是通过法拉第电磁感应定律来测量电流的仪器。
根据定律，当导体中有电流通过时，会产生一个磁场，磁场的强度与电流的大小成正比。
利用这个原理，安培表在测量电流时会通过导线圈产生的磁场与参比电流进行比较，从而得到电流的大小。
安培表的导线圈是由若干匝的导线组成，通常将导线圈制成一个闭合的螺线管。
当电流通过导线圈时，会在导线圈周围产生一个磁场。
为了测量电流的大小，安培表中还设置有一个可移动的磁针。
当没有电流通过导线圈时，磁针处于正中央的位置。
当有电流通过导线圈时，导线圈产生的磁场会与磁针的磁场相互作用，使磁针偏转。
磁针的偏转角度与电流的大小成正比。
为了使磁针偏转的角度能够被观察到，安培表会在磁针的前方设置一个刻度盘。
当磁针偏转时，可以通过刻度盘上的刻度来读取电流的数值。
为了提高安培表的灵敏度，安培表通常会配备一个稳定的磁场，用来与导线圈产生的磁场相互作用。
这样，磁针的偏转角度会更大，电流的大小也能够更精确地测量。
需要注意的是，安培表对于交流电和直流电的测量原理并不完全相同。
对于交流电，安培表会采用适当的技术进行修正，以保证测量结果的准确性。
指针式电流表的工作原理
指针式电流表的工作原理指针式电流表是一种用于测量电流的仪器。
它采用机械指针指示的方式，通过电流通过电流表中的导线产生的磁场效应，测量电路中的电流强度。
指针式电流表的工作原理基于安培力的原理和法拉第电磁感应定律。
指针式电流表主要由一个磁芯、一个线圈和一个连接指针的机械装置组成。
当电流通过电流表中的导线时，这根导线周围会产生一个磁场。
根据安培力的原理，这个磁场会产生一个力，作用在电流表中的磁芯上。
这个力越强，磁芯就会被吸引得越多，指针的运动就越大。
指针式电流表中的线圈是一个绕在电流表的内部的线圈，在电流通过线圈时，线圈的产生的磁场和电流表导线产生的磁场相互作用，这个作用力通过机械装置传给指针，使得指针相对于电流表的位置发生变化。
根据法拉第电磁感应定律，当电流通过线圈时，线圈中会产生一个磁场变化的速率。
这个磁场变化会在线圈周围产生感应电动势。
指针式电流表的机械装置中通常包含一个回复弹簧和一个阻尼器，用于控制指针的运动。
当感应电动势作用在线圈上时，回复弹簧会使得指针回归到平衡位置。
阻尼器则会控制指针移动的速度，避免指针发生剧烈的摆动。
指针式电流表在测量电路中的电流时，需要将电流表与电路进行串联连接。
在电路中，电流会通过电流表中的导线，产生磁场作用在磁芯上，从而使得指针发生偏转。
根据指针的偏转角度，可以知道电流的大小。
需要注意的是，指针式电流表在测量电流时需要注意电流表的量程。
如果电流超过了电流表的量程，就有可能造成电流表的损坏。
因此，在使用指针式电流表进行测量时，需要选择合适的量程，并注意电流是否超过了电流表的量程。
总结起来，指针式电流表的工作原理是基于电流产生磁场以及磁场产生力的作用。
当电流通过电流表中的线圈时，产生的磁场和电路中的磁场相互作用，从而使得指针发生偏转。
通过读取指针的位置，可以得知电路中的电流大小。
这种简单而可靠的工作原理使得指针式电流表被广泛应用于科研、工程以及日常生活中的电流测量。
第十一讲磁场安培力磁感应强度电流表的工作原理
第十一讲磁场安培力磁感应强度电流表的工作原理第十一讲磁场安培力磁感应强度电流表的工作原理1．奥斯特实验第一次指出电流也能产生磁场．做这实验时，为排除地球磁场的影响，小磁针应处于南北指向位置，直导线中应通以南北方向电流。
2．对于磁感线的认识，要注意以下几点：（1）磁感线是为了形象地研究磁场而人为假设的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线．实验时利用被磁化的铁屑来显示磁感线的分布情况，只是研究磁感线的一种方法，使得看不见、摸不着的磁场变得具体形象，给研究带来方便；但是，决不能认为磁感线是由铁屑排列而成的另外被磁化的铁屑所显示的磁感线分布仅是一个平面上的磁感线分布情况，而磁铁周围的磁感线应该分布在长、宽、高组成的三维空间内。
（2）磁感线的疏密表示磁场的强弱．磁感线较密的地方磁场较强，磁感线较疏的地方磁场较弱．（3）磁场对小磁针N极的作用力的方向叫做磁场的方向．由于磁感线上任何一点的方向都跟放在该点的小磁针静止时N极所指的方向一致，所以磁感线的方向、磁场方向和小磁针静止时N极所指的方向，三者是一致的，小磁针静止时S极所指的方向与上述方向相反．（4）磁感线不能相交，也不能相切．（5）没有画磁感线的地方，并不表示那里就没有磁场存在．通过磁场中的任意一点总能而且只能画出一条磁感线．（6）磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线．例如条形磁铁或通电螺线管的磁感线，在外部是从N极出来，进入S极；在内部则由S 极回到N极．形成闭合曲线。
3．由于观察的方位不同，同一个磁场的磁感线分布可能有多种画法．例如在图中，图①是通电直线导体周围磁感线分布的立体图，图中带箭头的实线表示通电直线导体、实线上的箭头表示电流的方向竖直向上，带箭头的虚线图表示磁感线；图②是图①的俯视图，图中的“⊙”表示通电直线导体中的电流方向垂直于纸面向外，带箭头的虚线圆表示磁感线；图③是图①的平视图，图中带箭头的实线表示通电直线导体，实线上的箭头表示电流的方向竖直向上，“×”表示通电直线导体右侧的磁感线垂直于纸面向里，“·”表示通电直线导体左侧的磁感线垂直于纸面向外；对于通电直线导体，左、右对称的一对“×”和“·”表示一条圆形磁感线．又如在图中，图①是通电螺线管的立体图，图中的长方框表示绝缘筒，带箭头的实线表示导线，实线上的箭头表示电流的方向，带箭头的虚线表示磁感线；图②是图①的截面图，图中的长方框表示绝缘筒，方框上方的“⊙”表示螺线管中的电流是从上面流出，方框下方的“× ”表示螺线管中的电流是从下面流入，带箭头的虚线表示磁感线；图③是空心螺线管，图中带箭头的实线表示螺线管的外半圆，实线上的箭头表示电流的方向，虚线表示螺线管的内半圆，带箭头的虚线表示磁感线．应该学会把空间立体图变成平面图．画平面图时，无论是电流的方向还是磁感线的方向，都必须采用统一的特定符号：“↑”表示向上（或向北），“↓”表示向下（或向南），“→”表示向右（或向东），“←”表示向左（或向西），“×”表示向里（或向下），“·”表示向外（或向上）．切不可自定符号，乱叫名称．4．已知通电螺管或通电直线导体上的电流方向，判定通电直线导体周围的小磁针如何转动的问题，可以按照下述思维程序进行分析：（1）认清小磁针所在的位置．即弄清小磁针是在通电直线导体的上方还是下方，左侧还是右侧；是在通电螺线管的内部还是外部，是在螺线管的轴线上，还是在螺线管的某一侧．③认清小磁针能绕什么样的轴转动．通常用“”或“”表示能绕水平轴在竖直平面内转动的小磁针；用“”或“”表示能绕竖直轴在水平面内转动的小磁针．（3）根据已知的电流方向，利用安培定则判定小四针所在处的磁场方向（即小磁针所在处的磁感线方向）．（4）由于小磁针N极所受磁场力的方向与所在处的磁场方向相同，所以小磁针的N极将沿着小于180°的角旋转，直到N极的指向与所在点的磁场方向相同为止、在说明小磁针的转动方向时，必须说明是从什么方向观察的，而且观察的方向应垂直于小磁针的旋转平面．5．给磁感应强度下定义时，通电导线是与磁场方向垂直的，因此，在使用定义式时必须要受这个前提条件的限制．6．在一个确定的磁场中，各处磁感应强度都有确定的大小和方向，与在这个地方有无通电导线以及放什么样的通电导线无关，因此，从说什么B与F成正比，B与IL成反比，都是不正确的．7．公式为安培力大小的计算公式（1）当时，（电流与磁场平行时不受安培力）（2）当时，（电流与磁场垂直时安培力最大）8．应用安培力公式应注意（l）安培力的方向，总是垂直B、I所决定的平面，即一定垂直B 和I，但B与I不一定垂直．所以，一般在使用左手定则判定安培力的方向时，应让B的垂直分量（）穿过左手手心．（2）弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度（如图）；相应的电流方向，沿L由始端流向末端．（3）公式的适用条件：一般只适用于匀强磁场．P2539．对公式的理解（1）尽管公式是根据矩形线圈的情形推出的，但对其它形状的线圈也是成立的．（2）力矩M与轴的位置无关，只要是与磁场垂直的轴，公式都成立．（3）式中为线圈平面与磁感线方向的夹角，不论角为多大，线圈所受的安培力的合力都为零．10．电流表的刻度（1）当安培力的力矩与弹簧力矩相等（即）时，指针的偏转角．显然，指针偏转角与电流I成正比．因此，电流表刻度是均匀的．（2）根据上面的推导容易得出，可称为电流表的灵敏度．显然，灵敏度与线圈的匝数N、面积S、磁感应强度B成正比，与弹簧劲度系数成反比。
电流表的工作原理
一、电流表的构造及磁场分布 磁场分布： 2、磁场分布：
N
S
均匀辐 向分布
二、电流表的工作原理 1.线框在匀强磁场中的磁力矩 1.线框在匀强磁场中的磁力矩 如图所示， 如图所示，单匝矩形线圈的 边长分别为ab=cd=L1,bc=ad=L2, 它可以绕对称轴OO′转动，线圈 转动， 中的电流强度为I，线圈处于磁 的匀强磁场中， 感应强度B的匀强磁场中，当线 圈平面与磁场平行时， 圈平面与磁场平行时，求线圈所 受的安培力的总力矩。 受的安培力的总力矩。
说明:在匀强磁场中， 说明:在匀强磁场中，在转轴 的条件下， OO′⊥B的条件下，M与转轴 的位置及线圈的形状无关 无关。 的位置及线圈的形状无关。
2.电流表的工作原理 2.电流表的工作原理
安培力的总力矩: 安培力的总力矩: M1=NBIS 弹簧的弹性力矩: 弹簧的弹性力矩: M2=kθ 当M1=M2时,
A.刻度均匀 B.存在满偏电流 存在满偏电流、 A.刻度均匀 B.存在满偏电流、固定的内电阻 C.示数太大或太小时 读数不是很准确。 示数太大或太小时， C.示数太大或太小时，读数不是很准确。
4.磁电式仪表的优缺点 4.磁电式仪表的优缺点
• 指针式电压表是由高灵敏度表头串联电阻组成的。 数字式电压表是由高阻抗电压表头与分压电路组成的。 指针式电压表所用的表头本质上是一个电流表，满偏时所流经的 电流通常在10-200微安之间。 以上述表头制成的指针式电压表，满偏电流也上述相同或接近。 数字式电压表头的等效输入电阻通常在200M欧以上，满量程时所 流经的电流通常在1皮安左右。 以上述表头制成的数字式电压表，满量程时所流经的电流与量程 有关，通常在1皮安至100微安之间。
回答问题: 回答问题:
1.为什么电流表可测出电 1.为什么电流表可测出电 流的强弱和方向？ 流的强弱和方向？ 指针偏转的方 θ∝I 向与被测电流的 方向有关
磁流式电流表原理
磁流式电流表原理
磁流式电流表是一种用来测量电流的仪器，其原理基于法拉第电磁感应定律和安培环路定理。
其结构包括一个磁环和一根导线，磁环可以是铁芯或氧化铁磁芯，导线则绕在磁环上。
当电流通过导线时，会在磁环内产生磁通量。
根据法拉第电磁感应定律，产生的磁通量会在磁环内产生电势。
电势大小与电流大小成正比，与导线的位置和方向有关。
磁流式电流表的工作原理是基于这一电势的大小。
磁流式电流表内部有一个电势感应电路，用来测量磁通量所产生的电势。
当电流通过导线，产生的电势足够大时，电势感应电路就会被激活，从而测量电流大小。
根据安培环路定理，磁环内的磁通量是由电流产生的，因此磁流式电流表可以直接测量电流大小。
测量结果输出时，可以通过指针或数字显示屏来显示电流大小。
磁流式电流表具有简单、可靠、精度高等优点。
但其测量范围较小，一般只能测量数十毫安级别的电流，不能测量大电流。
- 1 -。
磁感应与安培定律
磁感应与安培定律磁感应与安培定律是物理学中重要的概念和原理，揭示了电磁现象中磁场产生和变化的规律。
本文将深入探讨磁感应与安培定律的基本概念、原理和应用。
一、磁感应的基本概念磁感应是指物体中磁场的强弱程度。
当一个磁体在外加磁场作用下，自身产生的磁感应强度变化时，称为磁感应。
磁感应可以通过磁场线的形状和分布来表示，磁感应的方向从磁场线的北极指向南极。
二、磁感应的原理磁感应的产生与电流和电荷的运动有关。
根据安培定律，电流在导线中会产生磁场，磁场的强弱与电流的大小有关。
当电流通过一个导线时，由于电荷的运动，会形成一个闭合的磁场，磁场的方向可由“右手定则”确定。
三、安培定律的基本原理安培定律描述了电流通过导线时所产生的磁场强度与电流供应的关系。
根据安培定律，通电导线周围的磁场强度与电流和导线形状有关，可以通过以下公式表示：B = μ₀ * (I / (2πr))其中，B是磁场强度，μ₀是真空中的磁导率，I是电流大小，r是导线到磁场点的距离。
四、磁感应与安培定律的应用1. 电磁铁电磁铁是利用磁感应和安培定律的原理制作而成的装置。
当电流通过线圈时，会产生磁场，使铁芯磁化，形成一个强大的磁力。
电磁铁广泛应用于工业生产、航天、磁悬浮等领域。
2. 发电机和电动机发电机利用磁感应和安培定律的原理将机械能转化为电能，而电动机则将电能转化为机械能。
在发电机中，导体在磁场中运动产生电流，在电动机中，通过电流产生力矩，驱动机械转动。
3. 线圈产生的磁场线圈产生的磁场在无线电、通信、雷达等领域中得到广泛应用。
由于磁感应和安培定律的原理，可以通过控制电流大小和线圈的形状来精确调控磁场的强度和方向。
4. 电磁感应磁感应和安培定律是电磁感应的基础。
根据法拉第电磁感应定律，当一个闭合线圈内的磁通量发生变化时，将会产生感应电动势，从而产生感应电流。
这一原理被广泛应用于发电、变压器、感应加热等领域。
综上所述，磁感应与安培定律是物理学中重要的原理和概念。
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安培力 磁感应强度 电流表的工作原理
安培力 磁感应强度
1．相距为1m 的两光滑的金属导轨接有电源，导轨与水平面夹角为60°，导轨上有一金属棒MN ，MN 的质量为0.3kg ，并通有3A 的电流，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，金属棒MN 平衡。
求（1）MN 对导轨的压力。
（2）磁感应强
度B 的大小。
（如图16-15）
2．如图16-16所示，直角三角形通电导线框，边长ab 、bc 、ca 分别为0.3m ，0.4m ，0.5m ，通电电流为1A ，磁感强度B 为1T ，方向垂直纸面向里，则线框受
到的安培力的合力为多少？
3．水平放置的U 形导轨与地面间高度为0.8m ，边缘有一长为10cm 导体棒
PQ 与导轨接触良好，PQ 的质量为3103-⨯千克。
强度为0.5T 的匀强磁场竖直向
上，接通S ，PQ 被抛到水平距离为0.2m 的地面上，求PQ 中通过的电量。
（如图
16-17所示）
4．（如图16-18所示）绝缘台上放有两个金属触片M、N，其上架一根长为0.2m，质量为0.01kg的导体棒，匀强磁场方向向里，大小为0.5T。
先让一容量为1000μF的电容器C在400V直流电源上充好电，后将电容器C两极引线分别同时接触M和N，导体棒能跳起一定高度h，这时去测C两端电压值为0V，求h
的大小。
5．正方形导线框通有逆时针方向的电流，和通电直导线如图16-19所示放置（相互绝级），线框在磁场力的作用下将（）
A．向上平动
B．向下平动
C．右侧视逆时针转动
D．右侧视顺时针转动
6．通电线圈在匀强磁场中受磁场力作用而转动时，其所受磁场力合力为零，
合力矩也为零时，线圈的位置是（）
A．线圈平面与磁感线垂直
B．线圈平面与磁感线平行
C ．线圈平面与磁感线成45°角
D ．不存在此位置
7．如图16-20所示，两根平行放置的长直导线a 和b 载有大小相同的方向相反的电流，a 受到的磁场力大小为1F ，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a 受到的磁场力大小变为2F ，则此时b 受到的磁场力大小变为（ ）
A ．2F
B ．21F F -
C ．21F F +
D ．122F F - 8．如图16-21所示的天平可用来测量磁感强度B ，天平的右臂下挂有一个矩形线圈，宽度为L ，匝数为N ，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。
当线圈中通有方向如图的电流，在天平左右两盘加上质量为1m 、2m 的砝码时，天平平衡。
当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m 的砝码后，天平重
新平衡，由此可知（ ）
A ．磁感强度的方向垂直纸面向里，NIL g m m
B /)(21-=
B ．磁感强度方向垂直纸面向里，B=mg/2NIL
C ．磁感强度方向垂直纸面向外，NIL g m m B /)(21-=
D ．磁感强度方向垂直纸面向外，B=mg/2NIL
9．如图16-22所示，一根长为L=60cm ，质量m=10g 的均匀金属棒被用两根
轻质弹簧水平悬挂在磁感强度2/4.0m Wb B 的匀强磁场中，（1）若弹簧既不伸
长又不缩短，求金属棒中的电流大小和方向。
（2）当通入I=0.2A 由左向右的电流时，金属棒下降1cm ，若电流大小不变，电流方向改为由右向左，这时金属棒
下降多少？
10．如图16-23所示，质量为60g 的铜棒长为a=20cm ，棒两端与长为L=30cm 的细软铜线相连，吊在磁感应强度B=0.5T 、竖直向上的匀强磁场中，当棒中通
过稳恒电流I 后，铜棒向上摆动，最大偏角θ=60°，g 取2/10s m ，求：
（1）铜棒中电流I 的大小及方向；
（2）铜棒在摆动过程中的最大速度（结果保留一位有效数字）。
电流表的工作原理
1．如图16-24所示，把通电线圈放入永久磁铁的匀强磁场中，（1）图甲中的线圈怎样转动？（2）图乙中，俯视线圈顺时针转动，标出磁铁的南北极。
（3）图丙中，俯视线圈逆时针转动，说出线圈中电流的方向。
2．辐向磁场和匀强磁场各有什么特点？它们相同之处和不同之处各是什
么？
3．我们用“灵敏度”来衡量一个电流表的性能，当电流表中通以相同的电流时，指针的偏转角度越大，表示电流表的灵敏度越高，试定性分析有哪些因素
会影响磁电式电流表的灵敏度。
答案与提示
安培力磁感应强度
1．6N 1.73T
2．0
3．0.03C
4．0.8m
5．B
6．A
7．A
8．B
9．（1）0.42A 向右（2）m 21082.2-⨯
10．（1）A I 32=向右 （2）1m/s
电流表的工作原理
1．（1）俯视逆时针（2）左边N 极，右边S 极（3）顺时针
2．（略）
3．由安培力力矩等于阻力矩NBIS=M θ可得I M NBS =
θ，由此可知影响灵敏度
的因素是：线圈的匝数越多、面积越大，磁铁的磁性越强，则灵敏度越高；螺旋
弹簧所决定的M （1°的偏转力矩）的值也影响着灵敏度。