學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精第四節安培力的應用學習目標重點難點1．了解直流電動機的原理．2．了解磁電式電表的原理．通電線圈在勻強磁場中所受安培力力矩及磁電式電流表的工作原理．一、直流電動機電動機有__________與__________，直流電動機的突出優點就是通過改變________來調節它的轉速．預習交流通電以后，電動機為什么會轉動呢？二、磁電式電表1．電流表是測量________的電學儀器,我們在實驗時經常使用的電流表是______電流表．2．不論是電動機,還是磁電式電流表，都是磁場中的線圈受到安培力作用而旋轉起來的，線圈所在的磁場是__________分布的,這樣做的目的是______________________．3．對于磁電式電流表，我們根據指針偏轉角度的大小可以知道被測電流的強弱，這是因為磁場對電流的作用力跟電流成______，因而線圈中的電流越大，安培力的轉動作用也____，線圈和指針偏轉的角度也就______．在預習中還有哪些問題需要你在聽課時加以關注？請在下列表格中做個備忘吧!我的學困點我的學疑點答案：一、交流電動機直流電動機輸入電壓預習交流1:答案:通電的線圈受到了磁場的作用力．二、1．電流大小磁電式2．均勻輻射任何位置線圈都與磁感線平行3．正比大越大磁電式電表如圖所示,我們知道電流的大小可以由電流表直接讀出,你知道電流表通電后，它的指針為什么能夠發生偏轉嗎？如圖甲所示是磁電式電流表的結構圖,圖乙是磁極間的磁場分布圖，以下選項中正確的是（）．①指針穩定后,線圈受到螺旋彈簧的力矩與線圈受到的磁力矩方向是相反的②通電線圈中的電流越大，電流表指針偏轉的角度也越大③在線圈轉動的范圍內,各處的磁場都是勻強磁場④在線圈轉動的范圍內，線圈所受磁力矩與電流有關，而與所處位置無關A．①②③B．③④C．①②④D．②③④1．磁力矩:安培力產生的使線圈轉動的力矩，大小為M＝nBIS．其中n為線圈匝數，S為線圈面積．2．電流表中磁鐵與鐵芯之間的磁場是均勻輻向分布的：所有磁感線的延長線都通過鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度．該磁場并非勻強磁場，但在以鐵芯為中心的圓圈上，各點的磁感應強度B的大小是相等的．3．電流表的工作原理如下圖所示，矩形線框兩條邊所受安培力大小相等，方向相反,大小為F＝BIL，但兩力不在一條直線上,兩個力形成一對力偶，設兩力間距為d，則安培力矩M＝F·d＝BIL·d＝BIS（其中S為線圈面積）．由于線圈由N匝串聯而成，所以線框所受力矩應為M1＝NBI·S,電流表內的彈簧產生一個阻礙線圈偏轉的力矩，已知彈簧產生的彈性力矩M2與指針的偏轉角度θ成正比，即M2＝kθ(其中k由彈簧決定)，當M1＝M2時,線圈就停在某一偏角θ上，固定在轉軸上的指針也轉過同樣的偏角θ,并指示刻度盤上的某一刻度，從刻度的指示數就可以測得電流大小．由M1＝M2可得NBIS＝kθ，θ＝eq\f（NBS，k）·I．從公式中可以看出：（1）對于同一電流表N、B、S和k為不變量,所以θ∝I，可見θ與I一一對應，從而用指針的偏角來測量電流I的值；(2）因θ∝I,θ隨I的變化是線性的，所以表盤的刻度是均勻的．1．關于磁電式電流表的結構，下列說法中不正確的是（）．A．電流表蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是勻強磁場B．鐵芯外面套有一個可以繞軸轉動的鋁框，鋁框上繞有線圈C．電流表的指針固定在鋁框的轉動軸上，可隨鋁框一起轉動D．被測電流經螺旋彈簧起阻礙線圈轉動的作用2．關于磁電式電流表，下列說法中正確的有（）．A．電流表的線圈處于勻強磁場中B．電流表的線圈處于均勻輻向磁場中C．電流表的線圈轉動時，安培力大小不變D．電流表指針的偏轉角與所測電流成反比3．如圖所示，勻強磁場中，矩形通電線框可繞中心軸OO′轉動,則下列說法正確的是（）．A．在圖示位置線框所受磁力矩為零B．轉過90°時線框所受磁力矩為零C．轉過90°時線框四條邊都不受磁場力作用D．轉動中，ab、cd邊所受磁場力均恒定不變4．一單匝線圈abcd，面積為S,通入電流為I，方向如圖所示．在磁感應強度為B的勻強磁場中，線圈平面與B成θ角，此時線圈所受磁力矩為（）．A．M＝BISsinθ，順時針B．M＝BISsinθ，逆時針C．M＝BIScosθ,順時針D．M＝BIScosθ，逆時針5．電動機通電之后電動機的輪子就轉動起來，其實質是因為電動機內線圈通電之后在磁場中受到了磁力矩的作用,如圖所示，為電動機內的矩形線圈,其只能繞Ox軸轉動線圈的四個邊分別與x、y軸平行，線中電流方向如圖．當空間加上如下所述的哪種磁場時,線圈會轉動起來（）．A．方向沿x軸的恒定磁場B．方向沿y軸的恒定磁場C．方向沿z軸的恒定磁場D．任何方向的恒定磁場提示:用最精煉的語言把你當堂掌握的核心知識的精華部分和基本技能的要領部分寫下來并進行識記．知識精華技能要領答案：活動與探究：答案：電流在磁場里受到安培力作用而發生偏轉．遷移與應用：C解析：當阻礙線圈轉動的力矩增大到與安培力產生的使線圈轉動的力矩平衡時,線圈停止轉動，即兩力矩大小相等、方向相反，故①正確,磁電式電流表蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的，不管線圈轉到什么角度，它的平面都跟磁感線平行，均勻輻向分布的磁場特點是大小相等、方向不同,故③錯，④正確．電流越大，電流表指針偏轉的角度也越大，故②正確．當堂檢測1．A解析：電流表蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向磁場，不是勻強磁場,故選A．2．BC解析：電流表的線圈所處的磁場并非是勻強磁場,是均勻輻向磁場，線圈兩條邊所在處的磁感應強度大小相同，但方向不同,而且離轉動軸距離不同的位置其磁感應強度大小也不同，所以不是勻強磁場．3．BD解析：題圖所示位置的俯視圖如圖（a）所示，由安培力計算式和左手定則可知,ab邊和cd邊受安培力大小相等,方向相反,ab邊和bc邊此時不受安培力．設電流為I,線框面積為S,線框受磁力矩為M，則此時M＝2BIeq\x\to（ab）·eq\f（\x\to(ad），2)＝BIS,線圈加速轉動．(c）當線框轉過90°時，從左向右側視圖如圖（b）所示．從圖示可知，此時線框四條邊都受安培力,整個線框的合外力為零．整個線框受磁力矩M＝0．轉動過程中，任一位置的俯視圖如圖（c）所示，受力大小、方向均不變，所以答案選B和D．4．D解析：由左手定則可判知線框左邊ab所受安培力豎直向下，右邊cd所受的安培力豎直向上,而bc邊和ad邊所受安培力相互抵消，所以通電線圈在勻強磁場中所受的總力矩，即磁力矩為M＝BIeq\x\to(ab）·eq\f（\x\to(bc),2）cosθ＋BIeq\x\to（cd)·eq\f（\x\to（ad）,2）cosθ＝2BIeq\x\to（ab）·eq\f（\x\to(bc），2）cosθ＝BIScosθ．根據ab邊和cd邊的受力，可以肯定通電線圈將沿逆時針方向轉動，所以磁力矩方向為逆時針方向,故選項D是正