高中物理人教大纲版第二册：15.3 电流表的工作原理1.docVIP

第三节 电流表的工作原理 ●本节教材分析 本节讲述磁电式电流表的工作原理,这是安培力在实际中具体应用的一个例子.教材简明地介绍了电流表的基本结构,重点讲述了原理,目的在于使学生了解安培力是如何在电流表中得到应用的,以培养他们运用所学知识解决实际问题的能力. ●教学目标 一、知识目标 1.知道电流表的构造. 2.知道电流表的内部磁场的分布特点. 3.能准确判定线圈各边所受磁场力的方向. 4.知道电流表测电流大小和方向的基本原理. 二、能力目标 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力. 三、德育目标 培养学生形成积极思维，善于推理的思维品质. ●教学重点 1.电流表的构造及表内的磁场分布特点. 2.电流表测电流大小和方向的基本原理. ●教学难点 表内的磁场分布特点. ●教学方法 阅读法、讲授法、分析推理法. ●教学用具 演示电流表、投影片、实物投影仪. ●课时安排 1课时 ●教学过程 一、引入新课 ［师］电流表是测定电流强弱和方向的电学仪器，实验时经常使用的电流表是磁电式仪表.这节课我们就一起研究电流表的工作原理. 二、新课教学 ［师］请同学们对照课本图15—20,结合实物观察一下,然后回答:电流表主要由哪几部分构成? ［生］电流表主要由蹄形磁铁、铁芯、线圈螺旋弹簧、指针、刻度盘等组成. ［师］蹄形磁铁和铁芯间的磁场有什么特点? ［生］蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向磁场. ［师］什么是均匀辐向磁场? ［生］由图15—21可知,所谓均匀辐向磁场,就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心,不管线圈转到什么位置,线圈平面都跟磁感线平行. ［师］该磁场是匀强磁场吗? ［生］不是匀强磁场,但在以铁芯为中心的圆圈上,各点的磁感应强度的大小是相等的. ［师］当线圈转动时,磁铁和铁芯之间的两个边所经过的位置其磁感应强度的大小怎样? ［生］磁感应强度的大小相等. ［师］当有电流通过线圈时,线圈转动的原因是什么? ［生］当电流通过线圈时,线圈上跟铁柱轴线平行的两边都受安培力,这两个力产生的力矩使线圈发生转动. ［师］当指针指到某一值时,线圈停止转动的原因是什么? ［生］线圈转动时,螺旋弹簧被扭动,产生一个阻碍线圈转动的力矩,其大小随线圈转动角度的增大而增大.当这种阻碍线圈转动的力矩增大到同安培力产生的使线圈发生转动的力矩相平衡时,线圈停止转动. ［师］为什么根据指针偏转角度的大小可以知道被测电流的强弱? ［生］磁场对电流的作用力跟电流成正比,因而线圈中的电流越大,安培力产生的力矩也越大,线圈和指针偏转的角度也就越大.因此,根据指针偏转角度的大小,可以知道被测电流的强弱. ［师］如何确定被测电流的方向? ［生］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. ［师］磁电式仪表有哪些优点? ［生］灵敏度高,可以测出很弱的电流. ［师］磁电式仪表有哪些缺点? ［生］由于绕制线圈的导线很细,允许通过的电流很弱.如果通过的电流超过允许值,很容易把它烧坏.这一点我们在使用时一定要特别注意. 三、小结 通过本节课的学习,主要学习了以下几个问题: 1.电流表的主要构造:蹄形磁铁、圆柱形铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘. 2.电流表的工作原理:当电流通过线圈的时候,线圈在安培力矩的作用下发生转动,同时螺旋弹簧被扭动,产生一个阻碍线圈转动的力矩,当安培力矩与阻碍力矩彼此平衡时,线圈停止转动,由于安培力矩与电流的大小成正比.所以,从指针所指的位置就可以读出电流的大小.从指针偏转的方向就可以知道被测电流的方向. 3.磁电式仪表的优点是灵敏度高;缺点是允许通过的电流小. 四、作业 1.阅读本节教材内容. 2.预习“磁场对运动电荷的作用”. 五、板书设计 六、本节优化训练设计 1.如图甲所示是磁电式电流表的结构图.图乙是磁极间的磁场分布图，以下选项中正确的是 A.指针稳定后，线圈受到螺旋弹簧的力矩与线圈受到的磁力矩方向是相反的 B.通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转的角度也越大 C.在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场 D.在线圈转动的范围内，线圈所受磁力矩与电流有关，而与所处位置无关 2.电流表的刻度为什么是均匀的？ 参考答案： 1.ABD 2.因为指针偏转的角度θ与电流I成正比，θ随I的变化是线性的，所以表盘的刻度是均匀的.