《2025年步步高精准讲练物理选择性必修第二册》

如图所示，$\triangle abc$是由粗细相同的同种材料导线制成的等边三角形线框。范围足够大的匀强磁场平行于三角形线框平面且与$bc$边垂直向上。将$b$、$c$两点接入某一电路，线框受到的安培力大小为$F$。若将$a$、$c$两点接入相同电路，则线框受到的安培力大小为（A）


A.$\dfrac{F}{2}$
B.$F$
C.$\dfrac{3F}{2}$
D.$2F$

答案： A [当$b$、$c$两点接入某一电路，相当于$ab$与$ac$串联，再与$bc$并联接入电路，设每一条边的长度为$L$，通过$bc$的电流为$I$，则通过$bac$的电流为$\frac{I}{2}$，线框受到的安培力大小为$F = BIL + B\frac{I}{2}L = \frac{3}{2}BIL$，将$a$、$c$两点接入相同电路，相当于$ab$与$bc$串联，再与$ac$并联接入电路，则通过$ac$的电流为$I$，通过$abc$的电流为$\frac{I}{2}$，线框受到的安培力大小为$F' = BIL\cos60^{\circ}+B\frac{I}{2}L\cos60^{\circ}=\frac{3}{4}BIL=\frac{F}{2}$]

三、磁电式电流表
1. 基本构造：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴、铁质圆柱等。

2. 工作原理：通电线圈在磁场中受安培力作用发生转动。
(1) 被测电流越大，线圈转动的角度越大。螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动。这两种转动的效果叠加在一起，指针随之发生偏转；最终达到平衡，指针停止偏转。所以根据指针偏转角度的大小，可以确定被测电流的大小。
(2) 当线圈中电流方向改变时，安培力方向随之改变，指针的偏转方向也随着改变。所以，根据指针的偏转方向，可以知道电流方向。
3. 特点：
(1) 极靴和铁质圆柱之间是均匀辐向的磁场；
(2) 线圈平面始终与磁感线平行；
(3) 表盘刻度均匀分布。
4. 优点：灵敏度高，可以测量微弱的电流。
5. 缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很小。

答案： 1.
(1) 线圈转动
(2) 安培力方向；电流方向
3.
(1) 均匀辐向
(2) 平行
4. 微弱
5. 很小

结合磁电式电流表的工作原理，若要提高磁电式电流表的灵敏度，就要使在相同电流下线圈所受的安培力增大，可通过增加（填“增加”或“减少”）线圈的匝数、增大（填“增大”或“减小”）永磁体的磁感应强度、增加（填“增加”或“减少”）线圈的面积和减小转轴处摩擦等方法实现。

答案： 增加；增大；增加

（2024·浙江1月选考）磁电式电表原理示意图如图所示，两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，两者之间有可转动的线圈。$a$、$b$、$c$和$d$为磁场中的四个点。下列说法正确的是（A）

A.图示左侧通电导线受到安培力向下
B.$a$、$b$两点的磁感应强度相同
C.圆柱内的磁感应强度处处为零
D.$c$、$d$两点的磁感应强度大小相等

答案： A [由左手定则可知，图示左侧通电导线受到安培力向下，故A正确；$a$、$b$两点的磁感应强度大小相同，但是方向不同，故B错误；磁感线是闭合的曲线，则圆柱内的磁感应强度不为零，故C错误；因$c$点处的磁感线较$d$点密集，可知$c$点的磁感应强度大于$d$点的磁感应强度，故D错误。]