15.3.电流表的工作原理

宝应县城北高级中学高二物理集体备课教案

高二物理课时设计活页纸 第十五章 磁场 【课 题】15.3.电流表的工作原理 【授课日期】 年 月 日 【授课班级】高二（ ） 【课 型】新授课 【主 备 人】于 锋 【教学目标】 1．知道电流表的构造． 2．知道电流表内部磁场的分布特点。 3．能准确判定线圈各边所受磁场力的方向． 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． 【教学重点】知道电流表内部磁场的分布特点及工作原理 【教学难点】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 主备教案 自备教案 一、引入新课： 上节课我们已经学过，电流在磁场中要受到安培力的作用．在日常生产生活以及科学实验中经常用到利用这一知识制造的仪器，比如用来测量电流强弱和方向的仪表——电流表．这节课我们就一起研究电流表的工作原理． 二、新授知识： 1、请学生对照课本插图，结合实物观察一下，然后回答，电流表主要由哪几部分构成? 构造组成：永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘 2、假如给线圈通电时，会出现什么现象呢？线圈转动且带动指针随之偏转，则偏转角度与电流大小有关系吗？有何关系呢？如何证明？ 3、线圈是否是一直转动下去呢？最终会是什么状态呢？处于转动平衡状态，则转动平衡的条件是什么？力矩平衡：誰的力矩与谁的力矩平衡呢？ 三、安培力矩与电流强弱的关系 1、磁极和铁芯之间的磁场是如何分布的呢？强弱和方向有何特点？ 2、当线圈通电时，哪个边受安培力作用?方向如何? (要求学生说出或在图上标出，见右侧的图) 2．各边受安培力的力臂如何? (要求学生说出)

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宝应县城北高级中学高二物理集体备课教案 3．请推导安培力矩． 如图可知： dc边的力矩：Mdc=Fdc(Lad/2)=BILdc(Lad/2)=BIS/2 ab边的力矩：Mab=Fab(Lad/2)=BILab(Lad/2)=BIS/2 故一匝线圈的力矩M`= Mdc+ Mab =BIS 设线框有n匝，则M＝nM`=nBIS 可见，当线圈通电时，要受到安培力矩，必然要绕转动轴转动，结果，螺旋弹簧被卷紧，产生了“反抗”力矩，这种螺旋弹簧有一个特点，它产生的“反抗”力矩与被扭转的角度成正比，即M`=kθ. 当安培力矩M与螺旋弹簧产生的力矩M相平衡时，线框连同指针达到平衡，指针转过一个角度．此时M=M`， 即nBIS=kθ 对电流表而言：n、B、S、k是不变的．所以有：θ∝I。 归纳：指针(线圈)转过的角度与所通过的电流强度成正比． 四、巩固练习 1、灵敏较高的电流表，其灵敏较高体现在什么地方呢？ 2、一只电流表的读数总是偏小，可以采取哪些措施进行纠正呢？ 3、如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，放置一匝数为N的线圈abcd，可绕中心轴线00`转动。若给线圈通以大小为I的电流时，求： （1）当线圈平面与B的方向平行时，则安培力的力矩为多大？ （2）当线圈平面与B的方向垂直时，则安培力的力矩为多大？ （3）当线圈平面与B的方向成θ时，则安培力的力矩为多大？ 五、作业：创新训练

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