15.3电流表工作原理.docVIP

?15．3 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） 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： 可见指针的偏角θ与电流I成正比，即电流表刻度盘上的电流刻度是均匀的。 七、教学过程说明 1．教材只提供了一般性的叙述材料，并没有给出各种因素之间的定量关系。通过学习提纲的引导，大多数学生能够顺利地将这些定性叙述转化为定量表达，找到各种因素的定量关系。设计学习提纲就是为了培养学生独立发现、提取和分析信息的能力，是培养学生能力的途径之一。 2．思考与讨论是本节的中心，目的是为了给学生创造交流学习成果、讨论疑难问题的机会，培养合作学习的意识。 3．设计课堂作业的目的是为了检查巩固学生对重点难点知识的掌握情况，是在完成学习提纲和课堂讨论的基础上进行的学习效果检测，也是本课的小结。 附：学习提纲 电流表的工作原理 认真研读教材，完成下列问题： 1．电流表可以用来测定 和 2．螺旋弹簧的作用是 ， 。 3．辐向磁场是由 和 产生的，它的分布特点是 ，磁场这种分布会使线圈转到任何位置时都保持 与 平行，因此，处在磁场的两个边所受的安培力总是与 垂直，安培力的力臂总是等于 。 4．如图，在图中画出ad、bc边受到的安培力的方向和力臂，写出线圈受到的安培力的力矩M1= 。（设线圈的电流为I，ad、bc边所在处的磁感应强度为B） 5．设螺旋弹簧的扭转力矩M2与扭转角θ成正比，试写出M2与θ的定量关系式。 6．通过电流表的电流越大，线圈受到的安培力距M1越 ，线圈扭转的角度θ越 ，螺旋弹簧产生的扭转力矩M2越 ，当M1与M2 时，线圈停止转动。 7．分析4、5、6三个小题，写出线圈转动的角度θ与通过线圈的电流I的关系为 。 8．说明：为什么电流表的指针偏转方向会随电流方向的变化而变化？ 9．使用电流表应注意哪些？ 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 线圈通电 产生安培力矩 扭转 螺旋弹簧 线圈旋转 产生“反抗”的力矩 两个 力矩平衡 线圈停止转动指针指向定值