在數(shù)學(xué)課堂上開展數(shù)學(xué)實驗的意義現(xiàn)代教育認(rèn)為，通過主動探索、動手、動腦、口口所獲得的知識才是最扎實的知識，也是最有應(yīng)用空間和價值的知識。 學(xué)生可以通過自己的探索獲得知識答案并找到前進(jìn)的方向。 這種意識將使學(xué)生終生受益磁電式電流表，有效改變“高分低能”的現(xiàn)象。 在輕松的教學(xué)氛圍中，可以鼓勵學(xué)生展現(xiàn)自己的內(nèi)心世界，勇于表達(dá)自己，極大地發(fā)揮個人的主觀能動性； 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，發(fā)展直覺、邏輯等多種思維。 更深入地揭示知識形成過程，促進(jìn)學(xué)生鞏固數(shù)學(xué)知識，促進(jìn)教學(xué)的良性循環(huán)。 有利于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識。 收稿日期：2005-10-21 期 中小學(xué)實驗與裝備第15卷（總第82期） 在任意位置，線圈平面與磁力線的夾角為零磁電式電流表，如圖2所示。值得注意的是，這個磁場并不是均勻磁場，而是在以鐵芯為中心的同一個圓上，各點的磁感應(yīng)強度大小處處相等。 線圈的旋轉(zhuǎn)是如何發(fā)生的？ 將線圈在磁場中的三維情況變換為如圖所示的平面圖。 當(dāng)電流流過線圈時，線圈兩側(cè)受到安培力的作用，如圖所示。 假設(shè)導(dǎo)線位置處的磁感應(yīng)強度為B，導(dǎo)線框架的長度為nBIL。 安培力作用在轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生的扭矩為： 。 而且無論線圈旋轉(zhuǎn)到哪里，其平面都與磁力線平行，安培力的扭矩保持不變。 在這個扭矩的作用下，線圈將順時針旋轉(zhuǎn)。
為什么線圈不繼續(xù)旋轉(zhuǎn)？ 當(dāng)線圈旋轉(zhuǎn)過角度θ（指針偏轉(zhuǎn)角度也是θ）時，兩個彈簧就會產(chǎn)生阻礙線圈旋轉(zhuǎn)的扭力。 為什么指針的偏轉(zhuǎn)角度可以表示被測電流的強弱？ 不同，安培力矩不同，指針偏轉(zhuǎn)角度也不同。 因此，可以根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度來顯示電流的強弱。 進(jìn)一步討論為什么電流表的刻度是均勻的：從材料特性可以得到扭轉(zhuǎn)力矩：I值的大小，并且由于線圈的偏轉(zhuǎn)角度θ與Iθ成正比，所以電流刻度是均勻的。 當(dāng)取最大值時，流過電流表的電流最大，稱為全偏置電流I。因此，使用電流表時應(yīng)注意不要超過全偏置電流I。偏轉(zhuǎn)角可以從兩個方面來理解：M條件在材料的彈性極限內(nèi)。 當(dāng)θ很大時，不再是簡單的比例關(guān)系； 繞在線圈上的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過的電流很小。 弱（幾十微安到幾毫安），如果通過的電流超過允許值，很容易燒壞。 如何根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的方向來確定電路中電流的方向。 從圖中還可以看出，當(dāng)線圈中的電流方向發(fā)生變化時，線圈所受到的安培力（力矩）的方向就會發(fā)生變化，線圈的旋轉(zhuǎn)方向也會發(fā)生變化。 ，因此可以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向來判斷電流的平方。 電流表的特點通過研究電流表的工作原理，我們還可以對電流表的特點做一些總結(jié)：有全偏置電流，固定內(nèi)阻（線圈電阻）； 磁電儀表的優(yōu)點是靈敏度高，可以測量很微弱的電流； 缺點是允許通過的電流很弱（幾十微安到幾毫安）； 它不僅可以顯示電流的強弱，而且可以顯示電流方向的變化。
以上我們分析了電流表的結(jié)構(gòu)、工作原理和特點。 教材中沒有展示原理的定量分析，這意味著這部分內(nèi)容的要求不是很高。 大家可以有一個印象，記住角度與電流的比例關(guān)系。 特性和結(jié)構(gòu)不能含糊，因為我們在以后涉及電流表的電學(xué)實驗中經(jīng)常會涉及到它們。 如圖所示，位于XOY平面的矩形線圈只能繞OX軸旋轉(zhuǎn)。 線圈的四個邊彼此平行。 線圈中電流的方向如圖所示。 當(dāng)將以下磁場添加到空間時，線圈將旋轉(zhuǎn)（沿X軸恒定磁場；沿Y軸恒定磁場；沿Z軸恒定磁場；沿Z軸變化磁場）如圖5所示，在均勻磁場中有一個矩形線圈abcd，其內(nèi)有穩(wěn)定的電流按圖中所示方向流動，它可以繞其中心軸OO'旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)過程中（總是有ab、cd兩側(cè)無磁場力（旋轉(zhuǎn)過程中ab兩側(cè)磁力的大小和方向發(fā)生變化），過程中不斷變化，線圈在旋轉(zhuǎn)時合力永遠(yuǎn)不為零磁場力；旋轉(zhuǎn)過程中ab、cd兩側(cè)磁場力的大小和方向保持不變，如圖6所示，當(dāng)磁感應(yīng)強度為強磁場時，有一個通電的U架電流強度為I，已知ab、cd的邊長均為l，bc的邊長為，OO'為旋轉(zhuǎn)軸，線框平面與磁感應(yīng)強度平行線位于如圖所示的位置。 ，此時(形框上的磁矩為BI1。1形框上的磁矩為BI1。1形框上的磁矩為零。參考答案：3、AD；提示：( b) 圖中bc面不受安培力作用，磁矩為零，如果線框旋轉(zhuǎn)過程中存在磁矩，則必須繞垂直于磁力線的軸旋轉(zhuǎn)。收稿日期： 2005-10-07，中小學(xué)實驗與器材，第15卷（共82
