电流表的工作原理 一、教学目标1.对照实物说出电流表各部分的名称和作用
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安培力的方向及安培力的计算
4.会推导线圈所受安培力的力矩
5.知道螺旋弹簧的作用及产生的扭转力矩的特点
6.理解安培力矩与扭转力矩的关系,理解磁电式电流表的刻度为什么是均匀的
二、重点、难点分析重点:通电线圈在磁场中受到的安培力的计算
难点:磁电式电流表的刻度为什么是均匀的
三、教 具:示教电流表(或实物录像或课件)
四、教 法:实验演示、多媒体辅助教学五、课时安排:1 课时
六、教学过程(一)展示实物和播放实物录像,请学生指出各部分的名称及作用 (二)思考与讨论(组内交流,由小组代表阐述讨论结果)1.怎样理解“均匀的辐向分布的磁场”
(磁场中与轴线距离相同的点磁感应强度的大小相等)用心 爱心 专心蹄形磁铁圆柱形磁铁------ 产生均匀辐向磁场------- 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线圈指针螺旋弹簧 ------- 被扭转时产生扭转力矩2.在“均匀的辐向分布”的磁场中,通有恒定电流 I 的线圈绕轴转到不同位置时各边受到的安培力、;安培力力臂、力矩的大小如何变化
(不变)3.将钟表发条的外端固定,扭转中心轴,体会用力大小与扭转的角度有什么关系
(扭转的角度越大用力越大,力矩越大)4.结合教材和学习提纲说出磁电式电流表的工作过程是怎样的
5.当指针停在某一位置时,线圈所受的安培力矩与螺旋弹簧的扭转力矩有什么关系
(相等)(三)课堂作业请证明:磁电式电流表的刻度是均匀的
证明:磁电式电流表的刻度是均匀的
当线圈通有电流时,安培力产生的力矩为:式中 n 表示线圈匝数,S 表示线圈面积
令 K1=nBS 则 M1=K1I由于螺旋弹簧的扭转力矩与扭转角 θ 成正比,设此时螺旋弹簧的扭转力矩 M2=K2θ
所以:得:可见指