广东省陆河外国语学校高中物理《3.4 安培力的应用(1课时)》教案 粤教版选修31

d 1、直流电动机 .

（1）电动机分类：直流电动机和交流电动机，交流电动机还可分为单相交流电动机与三相

交流电动机。

（2）工作原理：利用磁场对电流的安培力作用。

（3）直流电动机的优点：通过改变输入电压很容易调节它的转速，而交流电动机的调速就

不太方便。因此，不少需要调速的设备，都采用直流电电动机。如：无轨电车和电气机车都是用直流电动机来开动的。

（4）电动机的运转过程（见课本P 85图）：

2、磁电式电表 .

（1）构造：在强蹄形磁铁的两极间连接一对极掌，两极掌之间

形成一个筒形孔腔，在腔的中央固定着一个圆柱形铁芯，

有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以转动的

铝框，在铝框上绕有线圈。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两个螺旋的弹簧上，

被测电流经过这两个弹簧流入线圈。蹄形磁铁和铁芯间的

磁场是均匀辐射分布的，通电线圈不管转到什么角度线圈

的平面跟磁感线平行。

（2）工作原理：如右图所示，设线圈所处位置的磁感应强度

大小为B ，线圈长为L ，宽为d ，匝数为n ，当线圈

中通有电流I 时，安培力对转轴产生力矩：

d F d F M ⋅=⨯⨯=)2(21 安培力的大小为： F =nBIL . 故安培力的力矩大小为：M 1 = 当线圈发生转动时，不论通电线圈转到什么位置，它

的平面都跟磁感线平行，安培力的力矩不变。

当线圈转过θ角时，这时指针偏角也为θ角，两弹簧产生阻碍线圈转动的扭转

力矩为M 2，对线圈根据力矩平衡有M 1= M 2，设弹簧材料的扭转力矩与偏转角成正比，且为M 2=k θ.

其中k 、n 、B 、L 、d 是一定的，因此是I ∝θ .

由此可知：电流表的工作原理是指针的偏角θ的值可以反映I 值的大小，且电S 为线圈面积

流表表盘刻度是均匀的，对应不同的θ值在刻度盘上标刻相应的电流值，这样就可以直接读取电流值了。