磁电式电流表

在电流表扩大量程和改装成电压表的实验中，提到的“表头”究竟是是什么？它就是磁电式电流表。

1.结构

磁电式电流表结构示意图：

如图展示了我们实验中常用的磁电式电流表的结构，它所依据的物理学原理就是通电线圈因受安培力而转动。

磁电式电流表最基本的组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈。线圈在磁场中受力的情况如图所示。

2.工作原理

（1）当电流通过线圈时，线圈上跟转轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩M安＝BIS（式中n为匝数，S为线圈面积）使线圈发生转动.

（2）线圈转动时又使螺旋弹簧被扭动，产生阻碍线圈转动的力矩M弹＝kθ，其大小随线圈转动角度的增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止指针转动，成了纯电阻.如图所示.

（3）由M安＝nBIS＝kθ＝M弹，得θ＝nBSI/k∝I，可知根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱，且刻度是均匀的.

当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用。由左手定则可以判定，线圈左右两边所受的安培力的方向相反，于是安装在轴上的线圈就要转动。

3.辐向磁场

从前面的分析可知，安培力总与磁感应强度的方向垂直。电流表的两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。这样，极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向(辐向磁场)，如图所示。

线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，线圈左右两边所在之处的磁感应强度的大小都相等。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。

4.优缺点

磁电式电流表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安到几毫安）。如果要用它测量较大的电流，就需要扩大其量程。

5.读数原理

磁电式电流表的读数是应用了电磁阻尼的原理。

为了使指针摆动快速稳定下来，从而便于快速读出示数，磁电式电流表将线圈绕在闭合的铝框上，在闭合的铝框内产生感应电流，获得电磁阻尼力矩，以使线圈快速稳定在所示数值的位置。

6.平移磁电式电流表

指针平移磁电式电流表：

例题：电流计的主要结构如图甲所示，固定有指针的铝框处在由磁极与软铁芯构成的磁场中，并可绕轴转动。铝框上绕有线圈，线圈的两端与接线柱相连。用两根导线分别将两只电流计的“＋”、“-”接线柱相连，如图乙所示，拔动一只电流计的指针，另一只电流计的指针也会转动。为了解释上述现象，有同学对软铁芯内部的磁感线分布提出了如下的猜想，可能正确的是(C)