磁电式电流表1
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。
人教版高中物理选择性必修第2册 第一章 安培力与洛伦兹力 第1节 磁场对通电导线的作用力
3．在非匀强磁场中，只要通电直导线 l 所在位置的各点 B 矢量相等(包括大小 和方向)，则导线所受安培力也能用上述公式计算。
4．当电流同时受到几个安培力时，则电流所受的安培力为这几个安培力的矢 量和。
[典例 2]
如图，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直匀强磁场放置，将 M、
N 两点接入电压恒定的电源两端，通电时，线框受到的安培力为 1.2 N，若将
MON 边移走，则余下线框受到的安培力大小为
()
A．0.6 N
B．0.8 N
C．1.2 N
D．1.6 N
[解析] 根据左手定则判断出各段受到的安培力的方向，如 图所示，令电源电压为 U，等边三角形 MON 的电阻为 3R， 曲线 MON 上产生的安培力合力竖直向上，与 MN 边受到的安 培力方向相同，并联后总电阻为：23R，根据欧姆定律，并联电路的总电流为： I1＝2RU/3＝32UR，则安培力为：F＝BI1L＝3B2URL＝1.2 N，将 MON 边移走，余 下线框受到的安培力大小为：F′＝BI2L＝BURL，比较可得 F′＝0.8 N。故 B 正确。
用时，有转到平行且电流方向相同的趋势
转换研 究对象
法
定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析 电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确 定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运 动方向
[典例 3]
如图所示，两个完全相同且相互绝缘、正交的金属环 A、B，
可沿轴线 OO′自由转动。现通以图示方向电流，沿 OO′看
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。
磁式电流表原理
4. 电流测量：通过校准和标定，可以将动铁的运动与电流的大小相对应。因此，通过观察 动铁的位置或指针的指示，可以确定通过线圈的电流大小。
需要注意的是，磁式电流表的测量范围通常是有限的，因此在选择和使用时需要根据待测 电流范围选择合适的电流表。此外，为了保护电流表和确保测量准确性，通常需要在电流表 前后加上适当的保护电阻。
磁式电流表原理
磁式电流表是一种用于测量电流的仪器，基于电磁感应原理工作。其原理可以简要概括如 下：
1. 磁场产生：磁式电流表中包含一个线圈，通常称为动铁线圈或运动线圈。当电流通过该 线圈时，会在其周围产生一个磁场。
2. 力的作用：当电流通过线圈时，磁场与线圈中的磁铁（通常称为动铁）相互作用。根据 洛伦兹力定律，当电流通过线圈时，磁场会对动铁产生一个力。
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
史上最全高中物理磁场知识点总结
史上最全⾼中物理磁场知识点总结⼀、磁场磁体是通过磁场对铁钴镍类物质发⽣作⽤的，磁场和电场⼀样，是物质存在的另⼀种形式，是客观存在的。
⼩磁针的指南指北表明地球是⼀个⼤磁体。
磁体周围空间存在磁场；电流周围空间也存在磁场。
电流周围空间存在磁场，电流是⼤量运动电荷形成的，所以运动电荷周围空间也有磁场。
静⽌电荷周围空间没有磁场。
磁场存在于磁体、电流、运动电荷周围的空间。
磁场是物质存在的⼀种形式。
磁场对磁体、电流都有⼒的作⽤。
与⽤检验电荷检验电场存在⼀样，可以⽤⼩磁针来检验磁场的存在。
如图所⽰为证明通电导线周围有磁场存在——奥斯特实验，以及磁场对电流有⼒的作⽤实验。
1．地磁场地球本⾝是⼀个磁体，附近存在的磁场叫地磁场，地磁的南极在地球北极附近，地磁的北极在地球的南极附近。
2．地磁体周围的磁场分布与条形磁铁周围的磁场分布情况相似。
3．指南针放在地球周围的指南针静⽌时能够指南北，就是受到了地磁场作⽤的结果。
4．磁偏⾓地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针并⾮准确地指南或指北，其间有⼀个交⾓，叫地磁偏⾓，简称磁偏⾓。
说明：①地球上不同点的磁偏⾓的数值是不同的。
②磁偏⾓随地球磁极缓慢移动⽽缓慢变化。
③地磁轴和地球⾃转轴的夹⾓约为11°。
⼆、磁场的⽅向在电场中，电场⽅向是⼈们规定的，同理，⼈们也规定了磁场的⽅向。
规定：在磁场中的任意⼀点⼩磁针北极受⼒的⽅向就是那⼀点的磁场⽅向。
确定磁场⽅向的⽅法是：将⼀不受外⼒的⼩磁针放⼊磁场中需测定的位置，当⼩磁针在该位置静⽌时，⼩磁针N极的指向即为该点的磁场⽅向。
磁体磁场：可以利⽤同名磁极相斥，异名磁极相吸的⽅法来判定磁场⽅向。
电流磁场：利⽤安培定则（也叫右⼿螺旋定则）判定磁场⽅向。
三、磁感线在磁场中画出有⽅向的曲线表⽰磁感线。
磁感线特点：（1）磁感线上每⼀点切线⽅向跟该点磁场⽅向相同。
（2）磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线越密的地⽅表⽰磁场越强，磁感线越疏的地⽅表⽰磁场越弱。
高中物理第三章《第4节-通电导线在磁场中受到的力》新人教版选修
[解析] 当开关K接通时，根据安培定则知电磁铁附近磁感 线的分布如图所示，由左手定则知通电直导线此时左端受力指 向纸内，右端受力指向纸外，故导线将转动，转到与磁感线接 近垂直时，整个导线受到的磁场力将竖直向下，故悬线张力变 大，选项D正确．
[答案] D
考点三 磁电式电流表 磁电式电流表的灵敏度较高，那么其原理是什么呢？
左手定则应用的两个要点 (1)安培力的方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方 向，所以应用左手定则时，必须使大拇指指向与四指指向和磁场 方向均垂直． (2)由于电流方向和磁场方向不一定垂直，所以磁场方向不一 定垂直穿入手掌，可能与四指方向成某一夹角．但四指一定要指 向电流方向．
[变式训练] 如图所示，导线 ABC 为垂直折线，其中电流 为 I，AB＝BC＝L，导线所在的平面与匀强磁场垂直，匀强磁场 的磁感应强度为 B，求导线 ABC 所受安培力的大小和方向．
把整段导线分为多段电流元，先用 左手定则判断每段电流元受力的方 电流元法 向，然后判断整段导线所受合力的 方向，从而确定导线的运动方向 环形电流可等效成小磁针，通电螺 等效法 线管可以等效成条形磁铁或多个环 形电流，反过来也成立
通过转动通电导线到某个便于分析的特殊 特殊位置法 位置，然后判断其所受安培力的方向，从
(3)形象记忆左手定则和安培定则的不同用途：“力”字最 后一笔是向左写的，用左手判断安培力的方向，电流的磁场中的 “电”字最后一笔是向右写的，用右手判断电流的磁场方向．简 称“左力右电”．
2. 安培力的大小 (1)当 B 与 I 垂直时，F＝BIL；当 B 与 I 成 θ 角时，F＝BILsinθ， θ 是 B 与 I 的夹角． (2)B 对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度． (3)导线 L 所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公 式 F＝BILsinθ 仅适用于很短的通电导线(我们可以把这样的直 线电流称为直线电流元)．
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• 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.
二、磁电式电流表的特点
1、表盘的刻度均匀:F ∝ I
θ∝ F 所以 θ∝
3、满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最 主要特性。
例题：如图，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根 与磁铁垂直的长指导线，当导线通以如图所示方向电流时（ C ） A 磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力 B 磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力 C 磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力 D 磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力 I
一、磁电式电流表
1、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁 铁、极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱 形铁芯（软铁制成）。 最基本的是磁铁和线圈。
可 以 转 动 。
指 针 是 一 个 整 体
• 铁 芯 、 线 圈 和
• 电流表中磁场分布的特点：
• 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的.
• ［问题］什么是均匀辐向分布呢？
S N
引申1：如图，一条形磁铁放在水平桌面上，在其中间上方固定一根 与磁铁垂直的长指导线，当导线通以如图所示方向电流时（ D ）
A 磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力 B 磁铁对桌面的压力减小，但无摩擦力 C 磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力 D 磁铁对桌面的压力增大，但无摩擦力
I
S N
引申2：如图，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根 与磁铁垂直的长指导线，当导线通以如图所示方向电流时（ D ） A 磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力 B 磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力 C 磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力 D 磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力