磁电式电流表构造及原理
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。
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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。
磁电式电流表原理
磁电式电流表原理
磁电式电流表是一种测量电流的仪器，利用磁场和电流之间的相互作用原理进行测量。
它主要由磁场系统、电流表盘和指针、电流控制系统等部分组成。
首先，我们来看看磁场系统。
磁电式电流表中的磁场系统通常由磁铁和线圈组成。
当电流通过线圈时，会在线圈周围产生磁场，而磁铁则用来增强磁场的作用。
这样，当电流通过线圈时，会在磁场系统中产生一个力矩，使得线圈发生转动。
其次，我们来了解一下电流表盘和指针。
电流表盘上通常刻有一定的刻度，用来表示电流的大小。
而指针则是用来指示电流表盘上的刻度，从而显示出电流的大小。
当电流通过线圈时，线圈发生转动，指针也随之转动，指向相应的刻度，从而显示出电流的大小。
最后，我们来介绍一下电流控制系统。
电流控制系统主要由电流控制器和限流器组成。
电流控制器用来限制电流表的量程，保护电流表不受过大的电流损坏。
而限流器则用来限制电流通过线圈，防止电流过大而损坏线圈和其他部件。
总的来说，磁电式电流表利用磁场和电流之间的相互作用原理进行测量，通过磁场系统、电流表盘和指针、电流控制系统等部分的配合，能够准确地测量出电流的大小。
这种原理简单、稳定，因此在电力系统、工业生产等领域得到了广泛的应用。
磁电式电流表的原理
磁电式电流表的原理磁电式电流表是一种常见的电流测量仪器，它利用了磁场与电流之间的相互作用原理。
下面将详细介绍磁电式电流表的工作原理。
1. 磁场与电流的相互作用磁场与通过导体的电流之间存在相互作用。
当电流通过导体时，会在导体周围产生磁场。
而磁场会对通过导体的电流产生力的作用，这种力被称为洛伦兹力。
洛伦兹力的大小与磁场强度和电流大小有关。
2. 磁电式电流表的结构磁电式电流表由一个磁场系统和一个电流感应系统组成。
磁场系统通常由一个永磁体和一个铁芯组成。
电流感应系统由一个线圈和一个指针组成。
3. 磁电式电流表的工作原理当通过磁电式电流表的导线中有电流流过时，电流感应系统中的线圈会受到洛伦兹力的作用。
这个力会使线圈产生一个力矩，将线圈转动一定角度。
转动的角度与电流大小成正比。
4. 磁电式电流表的灵敏度磁电式电流表的灵敏度是指单位电流通过时指针转动的角度。
灵敏度取决于线圈的匝数和磁场的强度。
通常，灵敏度较高的磁电式电流表能够测量较小的电流。
5. 磁电式电流表的量程磁电式电流表的量程是指能够测量的最大电流值。
为了保护磁电式电流表不受过大电流的损坏，通常在磁电式电流表的电路中加入保险丝。
当电流超过量程时，保险丝会断开，起到保护作用。
6. 磁电式电流表的使用注意事项在使用磁电式电流表时，需要注意以下几点：- 确保磁电式电流表的量程足够大，能够满足测量的电流范围。
- 避免将磁电式电流表连接在超出其量程的电路中，以免损坏电流表。
- 在使用磁电式电流表进行测量时，应确保电路处于断开状态，并将磁电式电流表正确连接在需要测量的电路中。
- 在读取磁电式电流表的测量结果时，应注意读取指针所指示的刻度值，并结合量程范围进行判断。
7. 磁电式电流表的优缺点磁电式电流表具有以下优点：- 适用于测量直流电流和交流电流。
- 结构简单，制造成本较低。
- 读数直观，易于操作。
然而，磁电式电流表也存在一些缺点：- 灵敏度较低，不能测量较小的电流。
磁电系仪表的结构和工作原理
磁电系仪表的结构和工作原理磁电系仪表的基本测量机构由固定部分和可动部分组成，如图1所示，其特点是由一个或几个永久磁铁和一个或几个载流线圈所构成的磁场能量来推动可动部分偏转。
可动部分的转动力矩中由永久磁铁与载流线圈的磁场相互作用产生的。
磁电系测量机构根据可动部分是载流线圈还是永久磁铁，可分为动圈式和动磁式两类。
在动圈式仪表中根据永久磁铁安装的位置不同，又分为三种：外磁式、内磁式和内外磁相结合三种形式。
固定的磁路由马蹄形永久磁铁、磁轭、极掌和圆柱形铁芯组成，在它们之间的空隙内，形成强辐射状的均匀磁场。
安装在气隙中的动框，是一个用绝缘细导线绕制成的矩形线圈。
动框上下的侧面固定着带轴尖的轴尖座，轴尖支撑在轴承的凹槽中，使可动部分可以在气隙中转动。
两对游丝的盘旋方向相反，内端与轴固定，外端固定的支架上。
游丝不仅产生阻尼力矩，而且是电流引入和引出线。
轴上的平衡锤可用来调节可动部分的机械平衡，使可动部分的重心在转轴上。
磁电系仪表的作用原理是以永久磁铁间隙中的磁场与载流线圈相互作用为基础。
当可动线圈中有电流通过时，根据左手定理，在可动线圏的两个侧边上将产生如图2所示的1F 和2FBNIl F F F ===21式中，B 为空气隙中的磁感应强度，N 为线圈的匝数，I 为通过线圈的电流，l 为线圈中受力边的长度，若在线圈上产生的转动力矩为M ，则SBNI bBNIl bF F bF b M ===+=2122 式中，b 为线圈非受力边的长度，即线圈的宽度；S 为线圈的有效面积，即bl S = 在转矩的作用下，使可动部分转动。
此时仪表的游丝被扭转而产生一个反作用力矩M α。
当偏转角随着测量电流I 增大时，游丝的反作用力矩也增大，因此有M D αα=⋅式中，D 为游丝反矩系数，α为指针的偏转角。
当转动力矩与反作用力矩相等时，表头上的指针就静止在稳定的偏转位置，此时有1.永久磁铁2.磁轭3. 极掌4.圆柱形铁芯5.动框6.游丝7.平衡锤8.磁分路9.指针图1 磁电系测量机构1.永久磁铁2.圆柱形磁铁3.可动线圈 图2磁电作用原理αM M =即 SBNI D α=⋅i SBNI S I Dα== 式中，i S 称为测量机构的电流灵敏度。
磁电式电流表的工作原理
定期清洁电流表外壳表面，保持干燥，避免 潮湿和尘土侵蚀。
常见故障与排除方法
指针不归零 测量误差大
表壳破损 无显示
可能是由于机械磨损或电路故障导致，需要更换相关部件或进 行维修。
可能是由于量程选择不当、表笔接触不良或电路故障引起，需 要检查量程选择和表笔连接，如故障仍未排除，则需进行维修
。
刻度与量程
磁电式电流表的刻度与量程是根据其测量机构的特性和设计来确定的。 不同量程的电流表有不同的转换器和指示机构，以适应不同大小的电流 测量。
02 磁电式电流表的结构
测量机构
测量机构是磁电式电流表的核心部分， 它由线圈、铁芯和测量元件组成。
测量元件通常是一个铝框或铜框，上 面绕有测量线圈，当测量元件转动时， 测量线圈中的电流发生变化，从而产 生感应电动势。
刻度误差
刻度误差是由于刻度不准确或刻度盘磨损造成的。减小误差的方法包括定期对刻度盘进行 检查和校准，以及对磨损的刻度盘进行更换。
机械误差
机械误差是由于机械摩擦、传动机构松动等原因造成的。减小误差的方法包括保持机械部 分的清洁和润滑，定期对传动机构进行检查和紧固。
使用注意事项
正确接入电路
在使用磁电式电流表时，应正确接入电路，确保电流表串联在被 测电路中，以避免对电路造成影响。
可能是由于使用不当或意外碰撞导致，需要更换表壳或进行维 修。
可能是由于电源故障或电路故障导致，需要检查电源和电路连 接，如故障仍未排除，则需进行维修。
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磁电式电流表的工作 原理
目录
CONTENTS
• 磁电式电流表简介 • 磁电式电流表的结构 • 磁电式电流表的测量原理 • 磁电式电流表的特性与误差 • 磁电式电流表的应用与维护
磁电式电磁式电动式仪表的定义原理
磁电式电磁式电动式仪表的定义原理Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】磁电式、电磁式、电动式仪表的定义、原理1 什么是磁电式仪表磁电式仪表广泛地应用于直流电压和电流的测量，如与各种变换器配合，在交流及高频测量中也得到较广泛的应用，因此在电气测量指示仪表中占有极为重要的地位。
2 磁电式仪表是由哪几部分构成的磁电式仪表是由固定的磁路系统和可动部分组成的。
仪表的磁路系统是在永久磁铁1的两极，固定着极掌2。
两极掌之间是圆柱形铁心3。
圆柱形铁心固定在仪表的支架上，用来减小磁阻，并在极掌和铁心之间的气隙中形成沿圆柱形表面均匀辐射的磁场，其磁感应强度处处相等，方向与圆柱形表面垂直。
处在这个磁场中的可动线圈4是用很细的漆包线绕制在铝框架上的。
框架的两端分别固定着半轴，半轴上的另一端通过轴尖支承于轴承中。
指针6安装在前半轴上。
当可动线圈4通入电流时，在磁场的作用下便产生转动力矩，使指针随着线圈一起转动。
线圈中通过的电流越大，产生的转动力矩也越大，因此指针转动的角度也大。
反作用力矩可以由游丝、张丝或悬丝产生。
当采用游丝时，还同时用它来导人和导出电流，如图4-1(b)所示。
因此装设了两个游丝，它们的螺旋方向相反。
仪表的阻尼力矩则由铝框产生。
高灵敏度仪表为减轻可动部分的重量，通常采用无框架动圈，并在动线圈中加短路线圈，以产生阻尼作用。
磁电式仪表按磁路形式又分为内磁式、外磁式和内外磁式三种，如图4-2所示。
内磁式的结构是永久磁铁在可动线圈的内部。
外磁式的结构是永久磁铁在可动线圈的外部。
内外磁式的结构是在可动线圈的内外都有永久磁铁，磁场较强，可使仪表的结构尺寸更为紧凑。
3 磁电式仪表是如何工作的磁电式仪表是根据载流导体在磁场中受力的原理，即电动机原理而制成的。
磁电式仪表测量机构产生力矩的原理如图4-3所示。
4.什么是电磁式仪表电磁式仪表是测量交流电流与电压最常见的一种仪表。
电流表的工作原理
一、电流表的构造
磁电式仪表的核心构造：线圈、软铁、螺旋弹簧等
（1）蹄形磁铁和铁芯间的磁场 是均匀地福向分布的．
（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．
二、电流表的工作原理
设线圈的导线所处位置的磁感应强度大小为B，线框长 为L，宽为d，线圈匝数为n，通有电流I时，安培力对转轴 的磁力矩为M1。 1.线圈处于蹄形磁铁和铁芯间辐向均匀分布的磁场中。
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。
4.测量电流的大小： M1与M2相平衡时指针的偏角θ满足： nBS I
k
二、电流表的工作原理
5.测量电流的方向：
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。即根据指针的偏转方 向，可以知道被测电流的方向。
二、电流表的工作原理
三、电流表的特点
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。
二、电流表的工作原理
设线圈的导线所处位置的磁感应强度大小为B，线框长 为L，宽为d，线圈匝数为n，通有电流I时，安培力对转轴 的磁力矩为M1。 1.线圈处于蹄形磁铁和铁芯间辐向均匀分布的磁场中。 2.线圈所受的磁力矩： 3.两弹簧的扭转力矩：
M 2 k (为线圈转动的角度 ， 即指针的偏角 )
M2阻碍线圈的转动，k为扭转劲度系数
2.线圈所受的磁力矩：M1来自Fd 22
F
d
nBILd
nBIS
①即线圈不管转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，
磁力矩不变。
二、电流表的工作原理
②磁力矩的一般表达式： M nBIS cos (为S与B的夹角）
磁电式电流表工作原理
磁电式电流表工作原理
磁电式电流表是一种常见的测量电流的仪器，它通常由一个磁环和一个电流传感器组成。
它的工作原理是在磁环中产生的磁场驱动电流传感器的移动，从而测量流过磁环的电流。
磁电式电流表的工作原理是通过一个磁环和一个电流传感器来实现的。
当电流流过磁环时，磁环产生一个磁场，磁场会把电流传感器吸引到磁环的内部，从而产生一种推力。
推力的大小取决于流过磁环的电流的大小，电流越大，推力越大，推力产生的运动量也越大，由此可以用来测量流过磁环的电流。
另外，磁电式电流表还可以用来测量电流的方向，电流的方向可以通过磁环的极性来确定，当电流流入磁环的一端时，电流传感器会被吸向磁环的内部，而当电流流出磁环的一端时，电流传感器会被推出磁环。
磁电式电流表的优点是简单、可靠，它可以测量电流的大小和方向，并且可以长期使用，不易出现故障。
但是磁电式电流表的缺点也很明显，由于它的精度和灵敏度较低，因此其应用范围有限，一般只用于测量较小的电流，而不能用于测量较大的电流。
总的来说，磁电式电流表是一种简单可靠的测量电流的仪器，它的工作原理是通过磁环产生的磁场驱动电流传感器的移动，从而测量
流过磁环的电流。
同时，它还可以用来测量电流的方向，但是它的精度和灵敏度较低，一般只用于测量较小的电流。
磁电式电流表
洛伦兹力知识点1.磁电式电流表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么角度，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．2.洛伦兹力的大小和方向3.带电粒子在匀强磁场中的运动高考考纲1.磁电式电流表1、（2008高三上期末西城区）实验室经常使用的电流表是磁电式仪表．这种电流表的构造如图甲所示．蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的．当线圈通以如图乙所示的电流，下列说法正确的是（）A ．线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行B ．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动C ．当线圈转到如图乙所示的位置，b 端受到的安培力方向向上D ．当线圈转到如图乙所示的位置，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动【答案】 A B D【解析】A、磁场是均匀地辐向分布，所以磁感线始终与线圈平面平行，即始终与线圈边垂直．故A 正确；知识点B、当通电后，处于磁场中的线圈受到安培力作用，使其转动，螺旋弹簧被扭动，则受到弹簧的阻力，从而阻碍线圈转动，故B正确．C、由左手定则可判定：当线圈转到如图乙所示的位置，b端受到的安培力方向向下，故C 错误；D、由左手定则可判定：当线圈转到如图乙所示的位置，b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，因此安培力使线圈沿顺时针方向转动，故D正确；2、（2012高三上期末西城区）实验室常用到磁电式电流表．其结构可简化为如图所示的模型，最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，OO'圈的转轴．忽略线圈转动中的摩擦．当静止的线圈中突然通有如图所示方向的电流时，顺着OO'向看，（）A．线圈保持静止状态B．线圈开始沿顺时针方向转动C．线圈开始沿逆时针方向转动D．线圈既可能顺时针方向转动，也可能逆时针方向转动【答案】B【解析】由左手定则知线圈的左边受力向上，右边受力向下，故线圈开始沿顺时针方向转动，ACD 错误B正确．2.洛伦兹力的大小和方向3、显像管原理的示意图如图所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转．设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点，下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是（）A．A图B．B图C．C图D．D图【答案】A【解析】根据左手定则判断电子受到的洛伦兹力的方向．电子偏转到a点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，对应Bt图，图线应在t轴下方；电子偏转到b点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，对应Bt图，图线应在t轴上方．4、如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场．一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O'点（图中未标出）穿出．若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b（）A．在电场中运动时，动能一定减小B．在电场中的电势能一定减小C．穿出位置一定在O'点下方D．穿出位置一定在O'点上方运动时【答案】B【解析】根据题意，粒子b在电场中做类平抛运动，电场力一定做正功，其电势能一定减小，动能一定增大，选项A错误，B正确；因为粒子b所带电荷的电性不知，所以还不能确定穿出位置是在O'点的上方还是下方，选项CD错误．本题答案为B．5、（2011高考东城二模）如图所示，两个带等量正电荷的小球与水平放置的光滑绝缘杆相连，并固定在垂直纸面向外的匀强磁场中，杆上套有一个带正电的小环，带电小球和小环都可视为点电荷．若将小环由静止从图示位置开始释放，在小环运动的过程中，下列说法正确的是（）A．小环的加速度的大小不断变化B．小环的速度将一直增大C．小环所受的洛伦兹力一直增大D．小环所受的洛伦兹力方向始终不变【答案】A【解析】小环在水平方向上受到两个库仑力作用，在竖直方向上受洛伦兹力和杆子对环的弹力．根据受力情况知，小环向左先加速后减速到0．然后又返回．加速度的大小在变，速度的大小和方向都在变，知洛伦兹力的大小和方向都变化．故A正确，BCD错误，6、（2009高三上期末东城区）质量为m、带电量为q的小物块，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示．若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是（）A．小物块一定带有正电荷B．小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动C．小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动D．小物块在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为cos mgBqθ【答案】B D【解析】A、带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，知洛伦兹力的方向垂直于斜面向上．根据左手定则知，小球带负电．故A错误．B 、小球在运动的过程中受重力、斜面的支持力、洛伦兹力，合外力沿斜面向下，大小为sin mg θ，根据牛顿第二定律知sin a g θ=，小球在离开斜面前做匀加速直线运动．故B 正确，C 错误D 、当压力为零时，在垂直于斜面方向上的合力为零，有cos mg qvB θ=，解得：cos mg v Bqθ=，故D 正确．7、（2014高三上期末朝阳区）如图10所示，空间有一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B ，一个质量为m 、电荷量为q +的带电小圆环套在一根固定的绝缘水平细杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为μ．现给环一个向右的初速度0v ，在圆环整个运动过程中，下列说法正确的是（）A ．如果磁场方向垂直纸面向里，圆环克服摩擦力做的功一定为2012m vB ．如果磁场方向垂直纸面向里，圆环克服摩擦力做的功一定为322022122m g m B q -vC ．如果磁场方向垂直纸面向外，圆环克服摩擦力做的功一定为2012m vD ．如果磁场方向垂直纸面向外，圆环克服摩擦力做的功一定为322022122m g m B q-v【答案】C 【解析】 如果磁场放系那个垂直纸面向里，对带电小圆环受力分析，可知洛伦兹力竖直向上，若该力的大小等于重力，则带电小圆环做匀速直线运动，摩擦力不做功；如果磁场方向垂直纸面向外，则所受洛伦兹力竖直向下，小圆环与绝缘水平细杆之间必有摩擦力作用，小圆环在摩擦力的作用下，做减速运动，且最终一定静止，在此过程中，只有摩擦力对圆环做功，根据功能关系可知，圆环克服摩擦力做的功一定是2012m v3. 带电粒子在匀强磁场中的运动图108、（2008高三上期末朝阳区）如图所示是一磁控管的横截面示意图，管内有平行于管轴线的匀强磁场，磁感应强度大小为B ．假设一群电子在垂直于管的某截面内做匀速圆周运动，这群电子的数量为n ，每个电子的电荷量为e ，质量为m ，则这群电子的运动等效为一个环形电流，该电流I 大小为（）A ．22ne Bm π B ．2neB mπC ．24ne B m πD ．4neB m π【答案】 A【解析】电子在磁场中做匀速圆周运动，周期2mT eBπ=， 等效电流222Q ne ne ne BI m t Tm eBππ====；9、如图所示，圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a b c 、、，以不同速率对准圆心O 沿着AO 方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力作用，则下列说法正确的是（）A ．a 粒子动能最大B ．c 粒子速率最大C ．c 粒子在磁场中运动时间最长D ．它们做圆周运动的周期a b c T T T << 【答案】 B 【解析】由图可知，c 粒子的轨道半径最大，a 粒子的轨道半径最小，由m R=qBv可知，c 粒子的速度最大，动能最大，A 错B 对；粒子在匀强磁场中的运动周期2mT=qBπ可知，当三粒子的比荷相同时，在同一匀强磁场中运动周期相同，D 错；粒子在磁场中的运动时间t=T 2ϕπ，由圆弧对应的圆心角ϕ决定，圆心角ϕ与速度方向的偏转角相等，其中a 的偏转角最大，因此a 粒子在磁场中的运动时间最长，C 错．10、如图甲所示，直角坐标系中直线AB 与横轴x 夹角30BAO ∠=︒，AO 长为a ．假设在点A 处有一放射源可沿BAO ∠所夹范围内的各个方向放射出质量为m 、速度大小均为v 、带电量为e 的电子，电子重力忽略不计．在三角形ABO 内有垂直纸面向里的匀强磁场，当电子从顶点A 沿AB 方向射入磁场时，电子恰好从O 点射出．试求： （1）从顶点A 沿AB 方向射入的电子在磁场中的运动时间t ；（2）速度大小为2v 的电子从顶点A 沿AB 方向射入磁场（其它条件不变），求从磁场射出的位置坐标．（3）磁场大小、方向保持不变，改变匀强磁场分布区域，使磁场存在于三角形ABO 内的左侧，要使放射出的速度大小为v 电子穿过磁场后都垂直穿过y 轴后向右运动，试求匀强磁场区域分布的最小面积S ．（用阴影表示最小面积）【答案】（1）3at yπ=（2）()02a ，（3）2(3)6s a π-=【解析】（1）根据题意，电子在磁场中的运动的轨道半径R a = 由2/B ev mv a =得：/B mv ea =由2/?T m eB =，/6/3v t T a ==（2）由2/evB mv r =，得 /r mv eB =，因此其它条件不变，当速度大小为2v 时，2r a =如图所示， 从磁场射出的位置坐标为(0,2a )（3）有界磁场的上边界：沿AB 方向发射的电子在磁场中运动轨迹与AO 中垂线交点的左侧圆弧．有界磁场的下边界：以A 点的正上方、距A 点的距离为a 的点为圆心，以a 为半径的圆弧．如图所示： 最小面积为：22021(3)2(sin30)1226a s a a ππ-=-=11、如图所示，在平面直角坐标系xOy 内，第Ⅰ象限存在沿y 轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限以ON 为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B ．一质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子，从y 轴上y h =处的M 点，以速度0v 垂直于Y 轴射入电场，经x 轴上2h x =处的P 点进入磁场，最后以垂直于y 轴的方向射出磁场．不计粒子重力．求：（1）电场强度大小.E（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r ．（3）粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t ．【答案】（1）202mv qh （23）0234h mv Bqπ+【解析】（1）粒子的运动轨迹如图所示，设粒子在电场中运动的时间为1t x 方向：012h v t =，y 方向：211h 2at =，根据牛顿第二定律： Eq ma =求得20E 2mv qh=（2）根据动能定理，2201122Eqh mv mv =-将E的表达式代入上式，可求得0v 再根据2v Bqv m r=，求出r =（2）粒子在电场中运动的时间：102ht v =，粒子在磁场中运动的周期：22R m T v Bq ππ== 设粒子射入磁场时与x 轴成α角，在磁场中运动的圆弧所对圆心角为β则0cos v v α==，45α=︒因射出磁场时的速度方向垂直于y 轴，故135β=︒所以粒子在磁场中运动的时间为238t T =总时间12023t t t 4h m v Bq π=+=+12、（2009高考西城三模）在研究性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，其实验装置如图所示．abcd 是一个长方形盒子，在ad 边和cd 边上各开有小孔f 和e ，e 是cd 边上的中点，荧光屏M 贴着cd 放置，能显示从e 孔射出的粒子落点位置．盒子内有一方向垂直于abcd 平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B ．粒子源不断地发射相同的带电粒子，粒子的初速度可以忽略．粒子经过电压为U 的电场加速后，从f 孔垂直于ad 边射入盒内．粒子经磁场偏转后恰好从e 孔射出．若已知fd cd L ==，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力．求： （1）带电粒子的荷质比/q m（2）带电粒子在磁场中运动的速度大小v ．（3）带电粒子在磁场中运动的时间t （可用反三角函数表示）．【答案】（1）带电粒子的荷质比2212825q Um B L =； （2）带电粒子在磁场中运动的速度大小165Uv BL=；（3）带电粒子在磁场中运动的时间2564BL t U =．【解析】（1）粒子经电场加速后，由动能定理得：212qU mv =射入磁场后，有：2v qvB m R=粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，几何关系是：222()()2LL R R -+=联立解得：带电粒子的电量与质量的比值为：2212825q Um B L =（2）带电粒子在磁场中运动的速度大小：165Uv BL= （3）由几何关系得粒子轨迹所对应的圆心角2arcsin θ== 带电粒子在磁场中运动的时间：25264m BL t T qB U θθπ===13、（2007高三上期末西城区）如图所示，在NOQ 范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场I ，在MOQ 范围内有垂直于纸面向外的匀强磁场Ⅱ，M O N 、、在一条直线上，60MOQ ∠=︒，这两个区域磁场的磁感应强度大小均为B ．离子源中的离子带电荷量为q +，质量为m ，通过小孔1O 进入两板间电压为U 的加速电场区域（可认为初速度为零），离子经电场加速后由小孔2O 射出，再从O 点进入磁场区域I ，此时速度方向沿纸面垂直于磁场边界MN 不计离子的重力．（1）若加速电场两板间电压0U U =，求离子进入磁场后做圆周运动的半径0R（2）在OQ 上有一点P ，P 点到O 点距离为若离子能通过P 点，求加速电压U 和从O 点到P 点的运动．【答案】（1）离子进入磁场后做圆周运动的半径0R（2）加速电压U 是2222B L qmn 其中123n =⋯，，，，离子从O 点到P点的运动时间为3n m qB π，其中123n =⋯，，，．【解析】（1）离子在电场中加速时，根据动能定理得 20012qU mv = 电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，则有2000v qv B m R =联立解得，0R =（2）离子进入磁场时的运动轨迹如图所示由几何关系可知0''''OP P P R ==要保证离子通过P 点，必须有L nR =解得，2222B L qU mn =其中123n =⋯，，， 又离子运动的周期为2mT qBπ=则离子从O 点到P 点的运动时间为323n mt n T qBπππ=⋅=，其中123n =⋯，，，14、（2013高三上期末朝阳区）如图所示，LMN 是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道，MN 水平且足够长，LM 下端与MN 相切．在虚线OP 的左侧，有一竖直向下的匀强电场1E ，在虚线OP 的右侧，有一水平向右的匀强电场2E 和垂直纸面向里的匀强磁场B ．CD 、是质量均为m 的小物块（可视为质点），其中C 所带的电荷量为q +，D 不带电．现将物块D 静止放置在水平轨道的MO 段，将物块C 从LM 上某一位置由静止释放，物块C 沿轨道下滑进入水平轨道，速度为v ，然后与D 相碰，粘合在一起继续向右运动．求：（1）物块C 从LM 上释放时距水平轨道的高度h ； （2）物块C 与D 碰后瞬间的共同速度v 共； （3）物块C 与D 离开水平轨道时与OP 的距离x ．【答案】（1）物块C 从LM 上释放时距水平轨道的高度212()mv h mg qE =+；（2）物块C 与D 碰后瞬间的共同速度2v v =共； （3）物块C 与D 离开水平轨道时与OP 的距离2222224()4m mg v x qE q B =-．【解析】（1）物块C 下滑过程中，由动能定理得：211()02mg qE h mv +=-，解得：212()mv h mg qE =+；（2）物块C D 、碰撞过程动量守恒，以C D 、组成的系统为研究对象，以C 的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv m m v =+共（），解得：2v v =共； （3）C 与D 刚要离开水平轨道时对轨道的压力为零， 设此时它们的速度为v '，在竖直方向上，'2qv B mg =①CD 一起向右运动过程中，由动能定理得：222112'222qE x mv mv =⨯-⨯共② 由①②解得：2222224()4m mg v x qE q B =-；1、如图，质量为m 、电量为e 的电子的初速为零，经电压为U 的加速电场加速后进入磁感强度为B 的偏转磁场（磁场方面垂直纸面），其运动轨迹如图所示．以下说法中正确的是（）A ．加速电场的场强方向向上B ．偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里C ．电子在电场中运动和在磁场中运动时，加速度都不变，都是匀变速运动 D．电子在磁场中所受的洛伦兹力的大小为f =【答案】 D 【解析】 电子带负电荷，其在电场中受到的电场力竖直向上，所以场强方向肯定竖直向下，选项A 错误；根据左手定则可知，偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外，选项B 错误；电子在电场中运动的加速度不变，做的是匀变速运动，而在磁场中运动时，加速度大小不变，方向时刻改变，所以做的是非匀变速运动，选项C 错误；设电子进入磁场时的速度大小为v ，则212eU mv =，f Bve =，联立解得f =D 正确．本题答案为D ．2、如图，半径为R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外，一电荷量为()0q q >、质量为m 的粒子沿平行于直径ab 的方向射入磁场区域，射入点与ab 的距离为2R，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60︒，则粒子的速率为(不计重力)（）随堂练习A ．2qBRm B ．qBR mC ．32qBR mD ．2qBR m【答案】 B【解析】 如图所示，粒子做圆周运动的圆心2O 必在垂直于速度方向的直线EF 上，由于粒子射入、射出磁场时运动方向间的夹角为60︒，故圆弧ENM 对应圆心角为60︒，所以2EMO 为等边三角形．由于12RO D =，所以160EO D ∠=︒，1O ME 为等边三角形，所以可得到粒子做圆周运动的半径21EO O E R ==，由2mv qvB R=，得qBRv m =，B 正确．3、某空间存在着如图甲所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场．在磁场中A B 、两个物块叠放在一起，置于光滑水平面上，物块A 带正电，物块B 不带电且表面绝缘．在10t =时刻，水平恒力F 作用在物块B 上，物块A B 、由静止开始做加速度相同的运动．在A B 、一起向左运动的过程中，以下说法正确的是（）A ．图乙可以反映A 所受洛仑兹力大小随时间t 变化的关系B ．图乙可以反映A 对B 的摩擦力大小随时间t 变化的关系C ．图乙可以反映A 对B 的压力大小随时间t 变化的关系D ．图乙可以反映B 对地面压力大小随时间t 变化的关系 【答案】 C D 【解析】AB 整体向左做初速度为零的匀加速直线运动，所以f 洛与t 成正比，A 对B 的摩擦大小恒定，A 对B 压力1N mg Bqv =+， B 对地压力2()N M m g Bqv =++．4、（2010高三上期末朝阳区）如图所示，在正方形区域abcd 内有一垂直纸面向里的匀强磁场，一束电子以大小不同的速率垂直于ad 边且垂直于磁场射入磁场区域，下列判断正确的是（）A ．在磁场中运动时间越长的电子，其运动轨迹越长B ．在磁场中运动时间相同的电子，其运动轨迹一定重合C ．不同运动速率的电子，在磁场中的运动时间一定不相同D ．在磁场中运动时间越长的电子，其运动轨迹所对应的圆心角越大 【答案】 D【解析】A 、根据弧长l vt =，可知，弧长与运动的时间及速度有关，时间长的轨迹不一定长，故A 错误；B 、根据2t T qBπ==可知，运动时间相同，圆心角一定相同，若电子都从ad 边射出，圆心角都是π，速度不同，半径不一样，轨迹不重合，故B 错误；C 、根据B 的分析可知，运动时间与圆心角由关，只要圆心角相同，运动时间就相同，与速度无关，故C 错误；D 、根据B 的分析可知，运动时间越长的电子，其运动轨迹所对应的圆心角越大，故D 正确．5、（2013高考门头沟二模）如图所示．有理想边界的匀强磁场方向垂直纸面向外．磁感应强度大小为B ．某带电粒子的比荷（电荷量与质量之比）大小为k ．由静止开始经电压为U 的电场加速后．从O 点垂直射入磁场．又从P 点穿出磁场．下列说法正确的是（不计粒子所受重力）（）A ．如果只增加U ，粒子可以从dP 之间某位置穿出磁场B ．如果只减小B ，粒子可以从ab 边某位置穿出磁场C ．如果既减小U 又增加B ，粒子可以从bc 边某位置穿出磁场D ．如果只增加k ，粒子可以从dP 之间某位置穿出磁场 【答案】 D 【解析】带电粒子在电场中加速的过程中．有：212qU mv =；进入磁场中．设其运动的半径为r ．则有：mv r qB =．有：r =；如果只增加U ．则粒子的运动半径变大．粒子的出射点将向右侧移动．不可能从dP 之间的某位置穿出磁场；如果只减小B ．则粒子的运动半径变大．但粒子最后的出射点一定在入射方向的下侧部分．不可能从ab 边上的某位置穿出；如果既减小U 又增加B ，则粒子的运动半径减小，粒子的出射点向原出射点的左侧移动，不可能从bd 边的某位置穿出磁场；如果只增加k ，则粒子的运动半径减小，可以从dP 之间的某位置穿出磁场．6、（2011高考西城二模）如图所示，在x o y ﹣﹣坐标系中，以0r （，）为圆心，r 为半径的圆形区域内存在匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向里．在y r ＞的足够大的区域内，存在沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小为E ．从O 点以相同速率向不同方向发射质子，质子的运动轨迹均在纸面内，且质子在磁场中做圆周运动的轨迹半径也为r．已知质子的电荷量为q，质量为m，不计质子所受重力及质子间相互作用力的影响．（1）求质子射入磁场时速度的大小；（2）若质子沿x轴正方向射入磁场，求质子从O点进入磁场到第二次离开磁场经历的时间；（3）若质子沿与x轴正方向成夹角θ的方向从O点射入第一象限的磁场中，求质子在磁场中运动的总时间．【答案】（1）求质子射入磁场时速度的大小为qBr m（2）若质子沿x轴正方向射入磁场，求质子从O点进入磁场到第二次离开磁场经历的时间为2m Br qB Eπ+．（3）若质子沿与x轴正方向成夹角θ的方向从O点射入第一象限的磁场中，求质子在磁场中运动的总时间为m qBπ．【解析】（1）质子射入磁场后做匀速圆周运动，有：2v qvB mr=得：qBr vm =即质子射入磁场时速度的大小为qBrm．（2）质子沿x轴正向射入磁场后，在磁场中运动了14个圆周后，以速度υ逆着电场方向进入电场，原路径返回后，再射入磁场，在磁场中运动了14个圆周后离开磁场．在磁场中运动周期：22r m Tv qBππ==质子在磁场中运动的时间：12t qB== 进入电场后做匀变速直线运动，加速度大小：qEa m= 质子在电场中运动的时间：222v Brt a E==所求时间为：122m Brt t t qB Eπ=+=+ 故质子从O 点进入磁场到第二次离开磁场经历的时间为2mBrqBEπ+． （3）当质子沿与x 轴正方向成夹角θ的方向从第一象限射入磁场时，设质子将从A 点射出磁场，如图所示，其中12O O 、分别为磁场区域圆和质子轨迹圆的圆心．由于轨迹圆的半径等于磁场区域圆的半径，所以12OO AO 为菱形，即2AO 平行x 轴，说明质子以平行y 轴的速度离开磁场，也以沿y 轴负方向的速度再次进入磁场．290O θ∠=︒﹣． 所以，质子第一次在磁场中运动的时间 190360t T θ︒-'=︒此后质子轨迹圆的半径依然等于磁场区域圆的半径，设质子将从C 点再次射出磁场．如图所示，其中13O O 、分别为磁场区域圆和质子轨迹圆的圆心，3AO 平行x 轴．由于13O AO C 为菱形，即1CO 平行3AO ，即平行x 轴，说明C 就是磁场区域圆与x 轴的交点．这个结论与θ无关．所以，23OO O C 为平行四边形，390O θ∠=︒+ 质子第二次在磁场中运动的时间：290360t T θ︒+'=︒ 质子在磁场中运动的总时间：122T mt t t qBπ'='+'==故质子在磁场中运动的总时间为mqBπ．7、（2012高三上期末西城区）如图1所示，在x 轴上0到d 范围内存在电场（图中未画出），x 轴上各点的电场沿着B x 轴正方向，并且电场强度大小E 随x 的分布如图2所示；在x 轴上d 到2d 范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B ．一质量为m ，电量为q +粒子沿x 轴正方向以一定速度从O 点进入电场，最终粒子恰从坐标为（2d ）的P 点离开磁场．不计粒子重力．（1）求在0.5x d =处，粒子的加速度大小a ； （2）求粒子在磁场中的运动时间t ；（3）类比是一种常用的研究方法．对于直线运动，教科书中讲解了由v t ﹣图象求位移的方法．请你借鉴此方法，并结合其他物理知识，求电场对粒子的冲量大小I ．【答案】（1）在0.5x d =处，粒子的加速度大小为02qE m． （2）粒子在磁场中的运动时间为3mqBπ．（3【解析】（1）由图象，0.5x d =处，电场强度为00.5E E =，由牛顿第二定律得： qE ma =解得：02qE a m=． （2）在磁场中运动轨迹如图，设半径为R ，由几何关系222()R d R =+解得：R =．设圆弧所对圆心为α，满足：sin d R α==。
磁电式电流表结构
磁电式电流表结构磁电式电流表是一种用于测量电流的仪器，它利用了磁力和电流之间的相互作用原理。
本文将介绍磁电式电流表的结构和工作原理。
磁电式电流表主要由磁环、线圈、指针和刻度盘等部分组成。
磁环是一个环形磁体，通常由铁磁材料制成，它的作用是产生一个磁场。
线圈则是一个绕在磁环上的线圈，当电流通过线圈时，会在磁环周围产生一个磁场。
指针连接在线圈上，它会受到磁场的作用而产生偏转，从而指示出电流的大小。
刻度盘上有一系列刻度，用来读取电流的数值。
磁电式电流表的工作原理是基于安培定律和洛伦兹力的相互作用。
根据安培定律，通过一段导线的电流产生的磁场的强度与电流的大小成正比。
洛伦兹力则是指当一个导体中有电流通过时，它会受到磁场力的作用而产生一个力。
根据洛伦兹力的方向和大小，可以确定电流的方向和大小。
当电流通过线圈时，线圈产生的磁场与磁环产生的磁场相互作用，使得指针产生偏转。
根据偏转角度和刻度盘上的刻度，可以读取出电流的数值。
为了提高磁电式电流表的精度和灵敏度，通常会通过增加线圈的匝数或者增加磁环的磁感应强度来实现。
磁电式电流表具有一定的测量范围，通常会在表盘上标明最大测量电流和分度值。
当电流超过最大测量范围时，指针会到达最大角度并停在那里，这时需要将测量范围调整到更大的档位。
分度值则表示每个刻度所代表的电流值，通过读取指针所指示的刻度，可以获得电流的数值。
除了磁电式电流表，还有其他一些测量电流的仪器，如电磁式电流表和电子式电流表。
电磁式电流表通过电流产生的磁场和磁场感应产生的电动势来测量电流。
电子式电流表则利用半导体器件的特性来实现电流的测量。
磁电式电流表是一种常用的测量电流的仪器，它利用磁力和电流之间的相互作用原理来实现测量。
通过线圈产生的磁场和磁环产生的磁场的相互作用，可以使指针产生偏转，从而指示出电流的大小。
磁电式电流表具有一定的测量范围和精度，可以广泛应用于各种电流测量场合中。
磁电系电流表
磁电系电流表原理：磁电系测量机构中的游丝要导入和到处被侧电流。
游丝一般只能通过几十毫安电流，如果被测电流大于100毫安，则必须采用分流器加以分流。
这样磁电系测量机构与分流器就构成了磁电系电流表。
因为分流器电阻比测量机构的内阻小得多，故绝大部分电流从分流器流走，而通过表头的电流只是被测电流中很小的部分，且被测电流与流过表头电流成一定的比例，故障量机构的偏角可以反映被测电流的大小。
扩大量线的原因：用磁电系测量机构可以直接测量的电流范围一般在几十微安到几十毫安之间，如果用它来测量较大的电流时，就必须扩大量限。
方式：磁电系电流表是采用分流的方法来扩大量限的。
方法就是在测量机构上并联一个分流电阻RfL如图2-5所示。
下面来决定将磁电系测量机构的量限扩大n倍的电流表所需的分流电阻值。
将I=nIc代入式（2-9）可得在一个仪表中采用不同大小的分流电阻，便可以制成多量限的分流表。
在实际测量中，当被测电流很大时，由于分流电阻发热很严重，将影响测量机构的正常工作。
而且它的体积也很大，所以将分流电阻做成单独的装置，称为外附分流器（30A以上都用外附分流器）如图2-7所示。
电流表的使用与维护1.合理选择电流表(1)根据被测量准确度要求，合理选择电流表的准确度。
一般地讲，0.1-0.2级的磁电系电流表适合用于标准表及精密测量中;0.5-1.5级磁电系电流表适合用于实验室中进行测量;1.0—5.0级磁电系仪表适合用于工矿企业中作为电气设备运行监测和电气设备检修使用。
(2)根据被侧电流大小选择相应量限的电流表。
量限过大会造成测量准确度下降，量限过小会造成电流表损坏。
为充分利用仪表的准确度，应当按尽量使用标尺度的后1/4段的原则选择仪表的量程。
(3)合理选择电流表内阻。
对电流表要求其内阻越小越好o2.测量前的检查测量前，应检查电流表指针是否对准“0”刻度线。
如果没对准，应调节“调零器”，使指针归零。
3.电流表与被测电路的连接(1)测量时，应将电流表串接于被测电路的低电位一侧。
磁电式电流表的工作原理课件
例.矩形导线框接在电压稳定的电路中，且与磁感 线平行地放在匀强磁场中，此时它受到的磁力矩 为M，要使线框受到的磁力矩变为1/2.可以采用 的措施是： A.将匝数减少一半 B.将长宽均减少一半 C.将线框转过30°角 D.将线框转过60°角
答案：
BD
例.如图所示，一位于xy平面内的矩形通电线框只能 绕ox轴转动，线圈的4个边分别与x、y轴平行，线 圈中电流方向如图，当空间加上如下所述的哪种 磁场线圈会转动起来： 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.方向沿x轴的反方向的 恒定磁场
电流表的工作原理
1.辐向磁场使得线圈在任意位置所受的磁力 矩总是： M=nBIS 与转动的角度无关，只跟电流强 度成正比 2.螺旋弹簧的扭转力矩与转动角成正比 3.电流表的指针的偏转角度与电流强度成正 比。因此电流表的刻度是均匀的。
例：一矩形线圈通电框abcd，可绕其中心轴OO′转动， 它处在与OO′垂直的匀强磁场中，如图所示，在磁场 作用下开始转动，后静止在平衡位置，则平衡后： A.线框都不受磁场力的作用 B.线框四边受到指向线框外部 的磁场作用力，但合力为零 C.线框四边受到指向线框内部 的磁场作用力，但合力为零 D.线框的一对边受到指向线框 外部的磁场作用力，另一对边受到指向线框内部磁 场作用力，但合力为零
答案： B
例.通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同 一平面内，电流的方向如图所示，ab边与MN平行， 关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是 A.线框有两条边所受的安培力 方向相同 B.线框有两条边所受的安培 力大小相等 C.线框所受安培力的合力朝左 D.cd所受安培力对ab边的力矩 不为零
例：设电流计中的磁场为均匀幅向分布的磁场，下 图中abcd表示的是电流计中的通电线圈，ab=dc=1 cm，ad=bc=0.9 cm，共50匝，线圈两边所在位置 的磁感应强度为0.5 T，已知线圈每偏转1°，弹簧 产生的阻碍线圈偏转的力矩为2.5×10-8 N· m (1)当线圈中电流为0.6 mA时， 指针将转过多少度？ (2)如果指针的最大偏转角为 90°，则这只电流计量程 是多少？ (3)当指针偏转角为40°时， 通入线圈的电流多大？答案： (1) 54°(2) 1 mA (3) 0.44mA
磁电系仪表的工作原理
磁电系仪表磁电系仪表是指由可动线圈中电流产生的磁场与固定线圈的永久磁铁磁场相互作用而工作的仪表。
这种仪表可以具有一个以上的线圈，可用以测量各种线圈中电流的总和或电流的比率。
也称动圈式仪表。
一磁电系仪表的优点：1 准确度高，这种仪表可以制成0.1级甚至0.05级；2 灵敏度高，可达10-10A/格，所以可制成检流计。
万用表的表头都是采用磁电系的；3 电压表的内阻很高、电流表的压降较小，所以仪表的功率消耗甚小。
4 由于仪表的测量机构本身的磁场较强，且有屏蔽作用，所以，这种仪表受外磁场的影响甚小。
5 具有均匀的刻度；6阻尼作用较好，一般不超过2s～3s;7 磁电系仪表配以变换器可以很方便的测量交流电量和非电量。
此外，磁电系仪表的温度影响较小，而且有一定的过载能力。
磁电系仪表的主要缺点是结构比较复杂，制造成本高，而且只能用于测量直流。
二工作原理磁电系仪表的原理性结构如图所示。
1----永久磁铁及其极掌；2----圆柱形软铁芯；3----套于圆柱形软铁芯上的可动线圈，这个线圈靠轴轴承或张丝的支撑以圆柱形软铁芯的中心O为中心转动。
当可动线圈通以电流I时，根据左手定则，在线圈左右两边就会产生电磁力F，F=BILN (1)式中：B—气隙中的磁感应强度，T；L----动圈上与磁场方向垂直的边的长度，m;N----动圈的匝数。
作用在动圈上的总转动力矩为TT = 2Fr =BINA (2)式中：r—转轴o到框架一边的距离，m；B----磁感应强度，T;A= 2rL----框架的有效面积。
（左手定则：左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。
把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向（既正电荷运动的方向）则大拇指的方向就是导体受力方向。
）反作用力矩通常用游丝、张丝或悬丝产生。
当反作用力矩和转动力矩相等时，仪表指针将停留在某一稳定的位置。
这时有BINA=Wα1所以α = BINA (3)W式中：α—仪表动圈的转角，rad ；W----反作用力矩系数，（N ·m ）/rad;对于已经制成的仪表 ，W 、B 、N 和A 都是常量。
磁电系仪表
磁电系仪表磁电系仪表广泛应用于直流电流和电压的测量。
如果和整流元件配合，可以用于交流电流和电压的测量；与变换器配合，可以测量交流功率、频率、相位以及温度压力等；此外，它还广泛用作电子仪器中的指示器。
第一节磁电系测量机构一、结构和工作原理1、结构图3-1 磁电式测量机构的结构示意图通常的磁电系测量机构由固定的磁路系统和可动线圈部分组成。
其结构如图3-1所示。
磁路系统包括永久磁铁1，固定在磁铁两极的极掌2和处于两个极掌之间的圆柱形铁芯3。
圆柱形铁芯3固定在仪表支架上，使两个极掌与圆柱形铁芯之间的空隙中形成均匀的辐射状磁场。
可动部分由绕在铝框架上的可动线圈4、指针6、平衡锤7和游丝5组成。
可动线圈两端装有两个半轴支承在轴承上，而指针、平衡锤及游丝的一端固定安装在半轴上。
当可动部分发生转动时，游丝变形产生与转动方向相反的反作用力矩。
另外，游丝还具有把电流导入可动线圈的作用。
2、工作原理磁电系测量机构的基本原理是利用可动线圈中的电流与气隙中磁场相互作用，产生电磁力，可动线圈在力矩的作用下发生偏转，因此称这个力矩为转动力矩。
可动线圈的转动使游丝产生反作用力矩，当反作用力矩与转动力矩相等时，可动线圈将停留在某一位置上，指针也相应停留在某一位置上。
磁电系测量机构产生转动力矩的原理如图2-2所示。
二、技术特性和应用范围1、技术特性(1)准确度高。
磁电系测量机构由于采用了永久磁铁，且工作气隙比较小，所以气隙磁场的磁感应强度较大，可以在很小的电流作用下，产生较大的转动力矩。
可以减小由于摩擦、外磁场等原因引起的误差，提高了仪表的准确度。
磁电系测量机构的准确度可以达到0.1~0.05级。
(2)灵敏度高。
仪表消耗的功率很小。
(3)表盘标度尺的刻度均匀，便于读数。
(4)过载能力小。
由于被测电流通过游丝导入可动线圈，所以电流过大容易引起游丝发热使弹性发生变化，产生不允许的误差，甚至可能因过热而烧毁游丝。
另外，可动线圈的导线横截面很小，电流过大也会使线圈发热甚至烧毁。
磁式电流表线圈的磁通量
磁式电流表的工作原理是利用磁通量与电流之间的关系来测量电流。
在磁式电流表中，磁通量是由磁线圈产生的。
当电流通过磁线圈时，磁通量会产生并且与电流的大小成正比。
因此，磁式电流表可以通过测量磁通量来测量电流。
当电流通过磁线圈时，磁通量会在线圈内部产生并且与电流大小成正比。
磁线圈中的磁通量通过磁路来转移到表盘上的指针上。
指针按照磁通量的大小转动，从而反映出电流的大小。
磁式电流表通常采用悬线式结构，其中磁线圈固定在表盘上，而指针绕着磁线圈转动。
这样就可以得到电流的值。
需要注意的是，磁式电流表只能测量AC电流。
这是因为AC电流产生的磁通量是交替变化的，而DC电流产生的磁通量是恒定的。
因此，磁式电流表只能测量交替变化的磁通量，也就是AC电流。
另外，磁式电流表还有一个限制，就是只能测量相对较小的电流。
这是因为磁式电流表的线圈通常非常小，不能承受太大的电流。
这也就是为什么磁式电流表通常用于家用电器和小型电子设备中。
磁式电流表还有一些需要注意的地方，比如磁场干扰，这种干扰来自于周围环境中的其他磁场对磁式电流表造成的影响，可能导致误差。
另外，磁式电流表还需要进行校准，确保测量结果的准确性。
磁式电流表相比于其他类型的电流表有其优点和缺点。
优点是结构简单，易于生产和维护，价格相对较低。
缺点是只能测量AC电流，测量范围相对较小，对磁场干扰敏感。
总之，磁式电流表是一种测量AC电流的简单和经济的方法，广泛用于家用电器和小型电子设备中。
磁电式电流表
磁电式电流表
（1）电流表的组成
永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六个部分组成。
如图所示
（2）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么角度，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。
（3）读数原理
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，在闭合的铝框内产生感应电流，获得电磁阻尼力矩，以使线圈快速稳定在所示数值的位置。
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磁电式电流表构造及原理
一．构造（如图1）
图1 图2
（1）基本构件罗列：蹄形磁铁
极靴（极掌）
圆柱形铁芯
矩形铝框
转轴
两片游丝（螺旋弹簧）
指针
平衡重
调零装置
（2）构件介绍
A.蹄形磁铁：蹄形磁铁两极产生的磁场为电流表内部磁场的来源
B.极靴:极靴也作极掌，金属材质，为蹄形磁铁的延伸。
蹄形磁铁两极的内侧为平直的，造成两极间同一水平面的不同位置的磁感应强度不同，那之后放置其间的线圈偏转时所受的磁场力不仅与通入电流有关，还会受磁场强度的影响，这违背了我们的初衷。
而我们的初衷是什么呢？从线圈的偏转情况来判断通入的电流大小，也就是说，我们需要的是只有电流影响线圈偏转，不能让磁感应强度也影响线圈偏转，否则对于通入的电流大小判断就会不准确。
那如何才能消除磁感应强度不同造成的对线圈偏转的影响呢？首先肯定是要保证线圈在偏转过程中磁感应强度大小处处相等，显而易见，线圈是矩形状的，旋转便会勾勒出圆柱的形状，也就是要保证圆周上的各点磁感应强度大小相同。
而极靴的内侧面为弧形，产生的磁感线如圆的半径（如图2），就能保证在一个圆周上的不同位置磁感应强度相同。
C.圆柱形铁芯：它的存在与磁场息息相关。
它利用了磁化原理，充当蹄形磁铁产生的磁场的圆心，使磁场线真正能同圆的半径。
D.矩形铝框:从两个角度来理解此器件。
第一，它是一个矩形框，为导线成型于线圈提供支架。
第二，为什么是铝制？铝作为一种金属，其表面能形成涡流。
那形成涡流有什么用？当电流表不通电时，如果电流表晃动，其指针也会晃动，晃动就存在磨损，要减小晃动，就采用铝框（框有宽度，而线圈的每一根导线不考虑宽度）在蹄形磁铁磁场转动时，通过任选的
区域的磁通量会改变，会形成涡流，而涡流所受的磁场力会阻碍铝框继续转动，这也是电磁阻尼的一种。
E.转轴：穿过铁芯，上面固定这各种器件，也是各器件发生作用的桥梁（如线圈带动转轴转，转轴又带动指针转）。
F.游丝：游丝也成螺旋弹簧，金属制成（能导电），且中心为内桩，内桩固定在转轴上，其外圈末与调零装置相连（详见调零装置介绍）。
电流表的游丝有两片，分别固定在铁芯两侧，且盘旋方向相反，即从内桩出发，一片是逆时针旋转，一片是顺时针旋转。
当转轴旋转时，一片会收紧，一片会放松，但两片游丝的作用都是阻碍转轴旋转。
这里具体阐述一下，游丝是弹簧，而弹簧的弹力就是用来阻碍形变的，而这个形变包含收紧和放松。
我们再来想想，既然无论收紧还是放松，都能起到同样的效果，那为什么要两片游丝一个松紧，一个放松，为什么不都收紧或都放松呢？原来，这两片游丝是线圈电流的接入和接出导线（只不过这导线是螺旋的），游丝通有电流，便会产生磁场，而这磁场或多或少会影响蹄形磁铁的磁场，那如何消解？办法就是这两片游丝电流的方向不同，产生的磁场方向不同，便能相互抵消，问题也就迎刃而解了。
G.指针：指针固定在转轴上，与线圈平面垂直。
线圈转，转轴转，指针转
H.平衡重：不难发现，指针的绝大部分是悬空的，那么指针就会有倾斜的趋势，就可能与表盘摩擦，造成磨损和读数不准。
于是，我们在指针与转轴的连接处（指针基部）加上一个平衡重，既能减弱指针倾斜趋势，也能起到较好的固定作用。
（补充：指针的另一侧往往有空气阻尼器，也有平衡重力的作用，但其主要是利用空气的粘滞性，阻碍指针的持续转动，使指针能较快指定某一读数）
I.调零装置：由两部分组成，分别为调零导杆和零点调零螺丝。
零点调零螺丝也就是我们在电流表表面所看到的旋钮，而调零导杆主要起连接转轴和零点调零螺丝的装置。
承接上文，游丝的外端就旋绕固定在该螺丝上，当转动螺丝，固定在其上的游丝也跟着旋转收紧，带动游丝内侧也旋转，而游丝内侧是固定在转轴上的，转轴一转，指针便转。
所以我们常说旋转调零螺丝就是为了拉紧游丝。
可对应图1，图3再好好分析琢磨一下
二．原理
电流由接线柱流入，经过游丝，再进入线圈，于是线
圈受磁场力转动。
但不能无限转动，所以游丝会产生反作
用，当磁场力力矩与游丝的反作用力矩相等时，指针渐渐
停了下来。
在减缓过程中，不仅游丝有反作用力，铝框和
空气阻尼器也有反作用力（与游丝相比，微小不计）
现在用数字说话，设线圈的非切割边长为X，切割边
长为L,磁场力为F,转动角度为θ，则
磁场力力矩 W1=FX=BILX 图3
游丝反作用力力矩 W2=Kθ（游丝弹力与转动的角度有关）
当指针停止转动时，有W1=W2，即I与θ成正比，故表盘的刻度是均匀的。
而在制作做电流表时，考虑磁铁，游丝各方面因素，能算出，通入的多少安的电流对应指针该旋转多大的角度。
关于各器件的连接方式，在本文不做过多阐述。