高中物理一日一题（54）—磁电式电流表

陈庆威

该部分内容在高考中几乎没有涉及，仅供学有余力的学生参阅。

【习题1】磁电式电流表的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，目的是

A． 使磁场成圆柱形，以便框转动

B． 使线圈平面在水平位置与磁感线平行

C． 使线圈平面始终与磁感线平行

D． 为了使磁场分布规则

【答案】C

【解析】

磁电式电流表的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，目的是使线圈平面始终与磁感线平行，从而保证受安培力大小不变。故C正确，ABD错误。故选C。

【习题2】下列关于磁电式电流表的说法中错误的是（     ）

A． 磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的；

B． 磁电式电流表的指针偏转角度的大小与被测电流的大小成正比；

C． 磁电式电流表的优点是灵敏度高，缺点是允许通过的电流很弱；

D． 磁电式电流表只能测定电流的强弱，不能测定电流的方向。

【答案】D

【解析】

A.磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，故A项正确。

B.磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，因此不管铜电线圈转到什么角度，它的平面都与磁感线平行。因此，磁力矩与线圈中电流成正比。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，其大小与线圈偏转角度成正比，当磁力矩与螺旋弹簧中的阻力矩相等时，线圈停止转动，此时指针偏转角度的大小与被测电流的大小成正比。故B项正确。

C.磁电式电流表的优点是灵敏度高，缺点是允许通过的电流很弱。故C项正确。

D.磁电式电流表的工作原理是安培力对通电线框的转动作用，根据指针转动大小与方向可确定电流的大小与方向。故D项错误。

本题选错误的，答案是D。

【点睛】

在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的原理；对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握。

【习题3】磁电式电流表的构造如图(a)所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图(b)所示。当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹赞被扭动，线图停止转动时满足NBIS=kθ，式中N为线圈的匝数，S为线圈的面积，I为通过线圈的电流，B为磁感应强度，θ为线圈(指针)偏角，k是与螺旋弹簧有关的常量。不考虑电磁感应现象，由题中的信息可知

A． 该电流表的刻度是均匀的

B． 线圈转动过程中受到的安培力的大小不变

C． 若线圈中通以如图(b)所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动

D． 更换k值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度(灵敏度即)

【答案】AB

【解析】

磁场是均匀地辐向分布，线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变，螺旋弹簧的弹力与转动角度成正比，故该电流表的刻度是均匀的，故A正确；磁场是均匀地辐向分布，线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变，线圈转动过程中各个位置的磁场的磁感应强度大小不变，故受到的安培力的大小不变，故B正确；若线圈中通以如图（b）所示的电流时，根据左手定则，左侧受安培力向上，右侧受安培力向下，故时顺时针转动，故C错误；更换k值更大的螺旋弹簧，同样的电流变化导致同样的安培力变大，但转动角度变化减小了，故灵敏度减小了，故D错误；故选AB.

【点睛】本题考查磁电式仪表的基本原理，在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理；对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握。

【习题4】如图所示是磁电式电流表的结构示意图，关于磁电式仪表，以下说法正确的是

A． 使通电线圈转动的动力矩是安培力的力矩

B． 线圈和指针偏转的角度越大，说明安培力产生的力矩越大

C． 线圈停止转动时，两个螺旋弹簧产生的阻力矩与安培力矩相平衡

D． 根据指针偏转角度的大小，不能知道被测电流的强弱

【答案】ABC

【解析】

磁场是均匀地辐向分布，磁感线始终与线圈平面平行，通电线圈所在的磁场是非匀强磁场。当通电后，处于磁场中的线圈受到安培力作用，使其受到力矩而转动，当偏转角度越大时，则有安培力矩越大，故AB正确。当线圈通电后，安培力矩使其转动，导致螺旋弹簧产生阻力，当转动停止时，阻力矩与安培力矩正好平衡，故C正确；偏转角度的大小体现了安培力矩的大小，从而突出安培力的大小，而由F=BIL可知电流强弱，故D错误；故选ABC。

【点睛】

在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理；对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握．

【要点知识】

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。