磁电式电表原理

磁电式电表原理 ? 如图一根通有电流I的直铜棒MN，用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，此 时两根悬线处于张紧状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零 ( ) A(适当增大电流 B(使电流反向并适当减小 C(保持电流I不变，适当增大B D(使电流I反向，适当减小B 答案:AC 下列哪些措施可以提高电流的灵敏度( ) A. 增加线圈的匝数 B. 增强磁极间的磁感应强度 C. 减小线圈的电阻 D. 换用不易被扭转的螺旋弹簧 解析:电流表工作时，磁力矩和螺旋弹簧产生的机械力矩相平衡，即nBIS?k? 电流表的灵敏度可表示为C??nBS，可见，提高电流表的灵敏度，可以通过增加线?Ik 圈匝数n，增强磁感应强度B，加大线圈面积S或减小k(选用容易被扭转的螺旋弹簧)来实现。 正确选项为AB。 说明:理解灵敏度的意义，即通过单位电流时，指针偏转过的角度。 电流表中通以相同的电流时，指针偏转的角度越大，表示电流表的灵敏度越高.下列关于电流表灵敏度的说法，正确的有( ) A.增加电流表中的线圈匝数，可以提高电流表的灵敏度 B.增强电流表中永久磁铁的磁性，可以提高电流表的灵敏度 C.电流表中通的电流越大，电流表的灵敏度越高 D.电流表中通的电流越小，电流表的灵敏度越高 答案:AB 一单匝线圈abcd，面积为S，通入电流为I。方向如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面与B成?角，此时线圈所受的磁力矩为( ) A. M?BISsin?;顺时针 C. M?BIScos?;顺时针 B. M?BISsin?;逆时针 D. M?BIScos?;逆时针 解析:由左手定则可判知线框左边ab所受安培力竖直向下，右边cd所受安培力竖直向上，而bc边和ad边所受安培力相互抵消，所以通电线圈在匀强磁场中所受的总力矩，即磁力矩为 M?BIab?bcadcos??BIcd?cos?22 bccos??BIScos?2。 ?2BIab? 根据ab边和cd边的受力，可以肯定通电线圈将沿逆时针方向转动，所以磁力矩的方向为逆时针方向，故选项D是正确的。 说明:有关力矩的知识(杠杆原理)在初中就已学习过，在此只不过 产生力矩的力是安培力罢了，所以把该力矩称为磁力矩。对磁力矩的正确理解和计算是解决本题的关键。 电流计的磁场为均匀辐向分布的磁场，如图所示，线框abcd的边长为ab?cd?1cm，ad?bc?0.9cm，共有50匝，线框两边所在位置的磁感应强度为0.5T。已知线框每偏转 1?，弹簧产生的阻碍线框转动力矩为2.5?10?8N?m。问: (1)线圈中电流为0.6mA时，指针将转过多少度, (2)如果指针的最大偏转为90?，则这只电流计的量程是多少, (3)当指针的偏转角为40?时，通入线框的电流是多大, 解析:因为磁场是均匀辐向分布的，所以线框平面始终跟磁感线平行。线框不转动时， 磁力矩跟弹簧力矩相平衡，所以 (1)M磁?NBSI ?50?0.5?1.0?10?2?0.9?10?2?0.6?10?3N?m ?1.35?10N?m 平衡时有M磁?M弹?6 1.35?10?6???54?。 2.5?10?8 (2)最大允许电流(量程)对应指针的最大偏角，故有: M弹?2.5?10?8?90N?m ?2.25?10?6N?m Imax 2.25?10?6??ANBS50?0.5?0.9?10?4M弹 ?1.0?10?3A?1.0mA (3)偏转角40?时，弹簧力矩为 M弹?2.5?10?8?40N?m ?2.25?10?6N?m 故有: 1.0?10?6 I??ANBS50?0.5?0.9?10?4 ?0.44?10?3A?0.44mA 说明:本题是一个电流表工作原理的实际应用题，通过本题考查应用了力矩平衡的有关知识，望同学们能通过该题进一步加深对电流表工作原理的了解。 4. 关于磁电式电流表，下列说法中正确的有( ) A. 电流表的线圈处于匀强磁场中 B. 电流表的线圈处于均匀辐向磁场中 C. 电流表的线圈受到磁力矩作用发生偏转的同时还受到阻碍它转动的机械力矩作用 D. 电流表指针的偏转角与所测的电流成正比 答案:BCD M弹