4、安培力的应用

三、磁电式电流表的工作过程： 线圈通电 扭转螺旋弹簧 产生安培力矩 线圈旋转
两个力矩平衡
产生“反抗”的力 矩 线圈停止转动，指针指向定值
四、磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测很弱 的电流，缺点是绕制线圈的道线很细，允许通过 的电流很弱
练习：
1、如图所示是磁电式电流计表头的磁场和线圈， 线圈的面积为S，匝数为N，通入的电流为I，辐 射状磁场的磁感应强度在线圈处的大小为B。 (1)试求指针由零刻度转过θ角时，线圈所受的磁 力矩是多少?
电动机
1、分类： 直流电动机 交流电动机 2、直流电动机的原理： （1）原理：电动机内的线圈被通电后，在磁 场中安培力作用下而旋转起来的。线圈所在的 磁场是均匀辐射分布的，这样做的目的是保证 通电线圈不管转到什么角度，线圈的平面都跟 磁感线平行。 单相交流电动机 三相交流电动机
电动机
（2）电路中滑动变阻器的作用：用来调节电 动机转动的速度。
请证明:磁电式电流表的刻度是均匀的。
F
当线圈通有电流时，安培力产生的力矩为: M1=Mab+Mcd Mad=0 Mbc=0 Mab=nBIab•ad/2=nBIS/2 Mcd=nBIcd•ad/2=nBIS/2
F
∴M1=Mab+Mcd= nBIS
由于螺旋弹簧的扭转力矩M2＝kθ
F
当安培力矩M1与螺旋弹簧产生的力矩M2平衡时，线框 连同指针达到平衡，即： 对电流表：n、B、 nBIS＝ kθ ∴ θ＝nBSI/k S、k是不变的 即：指针转过的角度与所通过的电流强度成正比。
电流表
一、电流表的构造：Βιβλιοθήκη Baidu
蹄形磁铁
圆柱形铁芯 螺旋弹簧 线圈 指针
产生均匀辐向磁场, 在离铁芯轴向等距 离处B的大小相等。
被扭转时产生扭转 力矩。
线圈在磁场中受到安培 力矩作用而旋转并由指 针指示偏转角大小。
思考： 假如线圈转动，磁极和铁芯之间的两个边所经 F 过的位置其磁场强弱怎样?
——通电线圈的平面总是跟磁感 线平行，磁场强弱是相同的。 二、安培力矩与电流强弱的关系：
(2)试分析：磁电式电流计表头的刻度为什么是均 匀的?为了提高它的灵敏度，可以采用哪些方法?
2、匀质金属棒O0’竖直悬挂于水平轴0点上，如图所示， 棒00’可在竖直面内绕0点自由移动，O端与弧形导轨ab 始终接触良好，在垂直于Oab平面上施一磁感应强度为B 的匀强磁场，当闭合开关后，金属棒偏转到新位置平衡， 此时电流表的示数为I。已知金属棒OO’长为L，质量为m， 求： (1)金属棒在新的平衡位置时与竖直方向的夹角θ 。 (2)此时轴O点所受的作用力F。
3、如图所示，半径为r=O.1 m的铝环有N根辐条，处于 方向垂直环面向里、大小B=O.6 T的匀强磁场中，转轴 和环通过电刷与电源相连接，调节R，当电流表的示数 I=2.O A时，铝环匀速转动，求皮闸P对铝环的摩擦力 大小(不计转轴处和电刷处的摩擦)。