北师大版九年级年级全一册14.5磁场对通电导线的作用力（含解析）

北师大版九年级年级全一册 14.5 磁场对通电导线的作用力
一、单选题
1．物理学原理在生产、生活中有着广泛的应用，很多机器、设备都是根据物理学原理制成的。利用右图所示实验的原理可以制成（ ）
A．发电机 B．电动机
C．内燃机 D．电磁铁
2．如图所示，研究磁场对通电导线作用的实验装置，当闭合开关，电流由a至b通过导线ab时，导线ab向左运动，下列说法正确的是（　　）
A．只改变电流方向时，导线ab向右运动，机械能转化为电能
B．只改变磁场方向时，导线ab向左运动，电能转化为机械能
C．电流方向和磁场方向同时改变时，导线ab向左运动，电能转化为机械能
D．电流方向和磁场方向同时改变时，导线ab向右运动，机械能转化为电能
3．关于动圈式扬声器说法中正确的是（ ）
A．动圈式扬声器音圈中有强电流通电时才会发声
B．动圈式扬声器工作时是将机械能转化为电能
C．动圈式扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动
D．动圈式扬声器工作时线圈中通过的电流不一定是交变电流
4．如图所示，用“ 表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，“ ”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外，若此时通电导线受到的力向上，则以下四个选项中，力的方向判断正确的是（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示的实验装置可以用来研究（　　）
A．影响通电导线受到的磁场力大小的因素
B．影响通电导线受到的磁场力方向的因素
C．导线在磁场中怎样运动才能产生感应电流
D．影响通电导线周围产生的磁场强弱的因素
6．如图所示，导体棒ab置于蹄形磁铁的磁场中，并垂直于金属导轨。闭合开关，导体棒向右运动。则下列措施中，能使导体棒向左运动的是（ ）
A．提高电源电压
B．换更粗的导体棒
C．将蹄形磁铁的N、S极对调
D．将蹄形磁铁的N、S极和电源正负极的接线都对调
7．以下物理规律是由丹麦物理学家奥斯特首先发现的是（　　）
A．运动物体不受力可以保持匀速直线运动状态
B．浸在液体中物体受到的浮力等于它排开液体受到的重力
C．通电导体周围存在着磁场
D．通电导体在磁场中会受到力的作用
8．我国的无人机技术处于世界一流水平。如图所示，我国自主研发的某款无人机正在匀速上升，下列判断正确的是（　　）
A．无人机的重力不做功 B．无人机的机械能不断增大
C．地面景物在摄像头中成缩小的虚像 D．无人机电动机的工作原理是电磁感应
9．如图所示，干电池底部吸有强磁铁（可导电），在干电池的正极上支有一“门”字形导线框，导线框A、B两侧和套在强磁铁上导电圆环C连接，导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动，圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。下列说法正确的是（　　）
A．两侧线框中电流方向不相同 B．两侧线框周围的磁场方向不相同
C．两侧线框受磁场力方向相同 D．若B侧线框断路，线圈一定不能持续转动
10．我国的新型航母将采用自行研制的电磁弹射器，当处于强磁场中的电磁弹射器内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。则电磁弹射器与下图中的装置工作原理一致的是（　　）
A． B． C． D．
11．“ ”表示导线中的电流方向垂直于纸面向里；“O”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外，螺线管通电后外部磁场的情况，如图甲所示，此时通电导线受到的力F向上，以下小京对力方向的判断，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
12．如图所示，扬声器是把电信号转化为声信号的装置，工作时线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流。下列说法中正确的是（ ）
A．扬声器工作过程利用的是电磁感应原理
B．扬声器是利用磁场对通电导体有力的作用原理
C．扬声器工作时将机械能转化为内能
D．改变线圈中电流的方向，线圈运动方向不变
二、填空题
13．探究“磁场对电流的作用”应选用如图中___________（选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验，在这个现象中导体受力运动的方向与___________的方向和磁场方向有关，利用此实验原理可制成___________（选填“电动机”、“发电机”）。
14．如图所示是某实验小组的同学进行电磁学实验的装置。
(1)当开关S闭合后，可以观察到磁场中金属棒ab在导轨上向右运动，这说明磁场对导电体有______。
(2)若只对调电源正负极接线，金属棒ab会向左运动，这说明通电导体在磁场中受力的方向与______有关。
15．如图所示，把一根直导体ab放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，让电流通过原来静止的导体ab，观察到导体ab______，说明通电导体在磁场里受到______的作用。
16．科技馆内有一个“静电球”，当人触摸“静电球”时，头发丝便会一根根竖起，形成“怒发冲冠”的景象，如图所示，这是由于头发丝带______电荷而互相排斥的结果。我国研制的航母将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。那么，电磁弹射器的工作原理是______。
三、综合题
17．阅读短文，回答问题。
电磁秋千
科技小制作小发明是根据青少年已有的科学技术知识和实际能力，在日常学习、生活、工作和劳动中，对那些感到不方便、不称心的东西，加以改进、改革和创新，积极思考、独立发明可以开发智力、提高想象力、开拓思路和视野。如图是一幅某次科技发明展览会上的作品，它叫电磁秋千或电磁摆。电磁秋千（电磁摆）是利用了同名磁极互相排斥的原理，将线圈放在磁场中，通电后线圈会受到力（这个力也叫安培力，为纪念法国物理学家安培研究磁场对电流的作用力的杰出贡献而命名的。简单米说，安培力大小与磁性强弱、电流大小等因素有密切关系）的作用而发生偏转，又由于重力和惯性的作用，秋千就会往返摆动。
请结合材料回答下列问题：
(1)在磁场中，通电后线圈会受到力的作用而发生偏转，利用这一原理可制作 ______ 机；
(2)电磁秋千从最低处摆动至最高处过程中存在动能与 ______ 能的转化且惯性 ______ （选填“大”“变小”或“不变”）；
(3)若想让电磁秋千摆得更高些，你的建议有 ______ 。
18．请你阅读下面的短文，回答问题：
市场上有一种磁吸式手机充电线（如图），能通过磁铁公母对吸方式达到接通充电效果的充电线。在它的上面固定有磁铁，另一端固定有易磁化的物质，只要将两端靠近，就可以达到对吸充电。
手机充电时，电池相当于用电器，拨打手机时，电能转化为光、声等其他形式的能量，接听电话时可按免提键将听筒发声转为扬声器发声。
（1）在磁吸式充电线的另一端固定的物质可能是_______（选填“铜”、“铁镍合金”或“铝”）；
（2）手机充电时，将电能转化为_______能；手机背面扬声器的工作原理与_______（选填“发电机”或“电动机”）相同；
（3）“华为”手机的充电器上标有5V 2.1A，表示充电电压是5V，最大输出电流2.1A，电板充满电所储存的电能是113400J。若充电时以最大输出电流充电。要将空电池充满电需要_______h，小梦觉得充电时间太长了。他想为什么华为公司在设计时不把最大输出电流提高呢？这样可以实现快速充电，于是他请教了物理老师，老师告诉了他一个信息，影响锂电池寿命的最大杀手是电池发热。小梦恍然大悟。请你解释其中的原因_______。
19．下面是课本中的几幅图：
（1）甲图是动圈式扬声器它的原理与___________（电动机/发电机）相同。
（2）乙图人的前臂在举起杠铃时___________（省力/费力/等臂）杠杆。
（3）丙图两个铅块磨光后，压在一起就会粘住，这个现象说明___________。
（4）丁图人工心脏泵工作时，当电流从线圈A端流入，血液___________（流入/流出）泵室；若线圈中的电流大小增大，则心脏泵每分钟“跳动”的次数___________（增大/减小/不变）。
20．电动公交车在银川市已经被广泛使用，该公交车主要采用电能作为动力，与燃气车相比噪音小，绿色环保，对雾霾能起到一定的抑制作用。
(1)电动公交车在充电时充电桩相当于电路中的______，给蓄电池充电时将______能转换为______能，纯电动公交车所使用的电能属于______能源。（填写“一次”或“二次”）
(2)电动公交车的工作原理与下图所示的哪一个实验原理相似( )
A． B． C． D．
(3)当公交车刹车时，人身体会前倾，请运用物理知识解释其中的道理______。
电动公交车的整车充电通常在晚上用电低谷期间，利用如下图输出功率100kW的直流快速充电桩只需要3小时就能充满。
①求充一次电消耗的电能______。
②这些电能相当于多少千克的汽油完全燃烧放出的能量______。（q=4.6×107 J/kg）
21．如图所示，在物理实践活动课上，老师用一节干电池的负极吸引着一块钕铁硼磁铁（磁铁表面防锈层可导电），竖直放置在水平桌面上，然后将一段铜丝做成“M”型，将铜丝小心地放置在电池上，使铜丝的中间部分跟电池的正极接触，调整铜丝的形状使铜丝的两端跟磁铁能够保持轻触，铜丝便开始旋转起来。
（1）该简易装置的工作原理是________。
（2）请写出一种改变线圈转动方向的方法________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
该实验装置是研究通电导体在磁场中受力而运动，利用此原理制造了电动机，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
A．磁场方向不变，只改变电流方向时，导线ab的运动方向改变，则导线ab向右运动，电能转化为机械能，说法错误．
B．电流方向不变，只改变磁场方向时，导线ab的运动方向改变，则导线ab向右运动，电能转化为机械能，说法错误．
CD．电流方向和磁场方向同时改变时，导线ab的运动方向不变，即导线ab向左运动，电能转化为机械能，C项说法正确，D项错误．
3．C
【解析】
【详解】
A．只要有强弱变化的电流，动圈式扬声器就会发声．故A错误；
B．动圈式扬声器把电能转化为机械能．故B错误；
C．动圈式扬声器是把强弱变化的电流变成声音信号的装备，它利用了磁场对电流有力的作用的原理．故C正确；
D．动圈式扬声器工作时线圈中通过的电流一定是交变电流．故D错误．
4．B
【解析】
【详解】
A．利用左手定则，磁感线方向向右，电流方向向里，安培力向下，故A错误；
B．磁感线方向向右，电流方向向外，安培力向上，，故B正确；
C．磁感线方向向右，电流方向向里，安培力向下，，故C错误；
D．磁感线方向向右，电流方向向外，安培力向上，，故D错误。
故选B。
【点睛】
5．B
【解析】
【详解】
该实验装置是研究通电导体在磁场中受力而运动，而电流的方向可以改变，所以能探究影响通电导线受到的磁场力方向的因素，故选ACD不符合题意，B符合题意。
故选B 。
6．C
【解析】
【详解】
通电导体棒的运动方向与电流方向和磁场方向有关，改变导体棒运动方向可通过改变电流方向或改变磁场方向来实现，电流方向和磁场方向同时改变，导体棒运动方向不变，所以提高电源电压、换更粗的导体棒、将蹄形磁铁的N、S极和电源正负极的接线都对调不能使导体棒向左运动，将蹄形磁铁的N、S极对调能使导体棒向左运动。
故选C。
7．C
【解析】
【详解】
A．运动物体不受力可以保持匀速直线运动状态，这是牛顿第一定律的内容，是牛顿总结出来的，故A不符合题意；
B．浸在液体中物体受到的浮力等于它排开液体受到的重力，这是阿基米德原理，是阿基米德原理得出的，故B不符合题意；
C．丹麦物理学家奥斯特在1820年发现了电流的磁效应，即电流的周围存在磁场，是历史上最早发现电流磁效应的人，故C符合题意；
D．通电导体在磁场中会受到力的作用是电动机的原理，故D不符合题意。
故选C。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．无人机匀速上升的过程中，在重力方向上通过了距离，所以重力做了功，故A错误；
B．无人机匀速上升的过程中，质量不变，速度不变，动能不变；高度越来越高，重力势能越来越大；所以机械能不断增大，故B正确；
C．摄像头是利用物距大于凸透镜的二倍焦距时，物体成倒立缩小的实像而制成的，不是虚像，故C错误；
D．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，发电机的原理是电磁感应，故D错误。
故选B。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．电流从干电池的正极出发经过导线框回到电源的负极，通过两侧线框中电流方向相同，故A错误；
BC．强磁铁产生磁场，两侧线框周围的磁场方向不相同，受到磁场力的方向不同，线框能够转动，故B正确；C错误；
D．线框B侧没有通电，所以B侧没有受到磁场的作用力，A侧受到磁场的作用力，能够转动，故D错误。
故选B。
10．B
【解析】
【详解】
由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A．图中是探究磁极间的相互作用，故A不符合题意；
B．图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器工作原理相同，故B符合题意；
C．该实验为奥斯特实验，说明了电流周围存在着磁场，故C不符合题意；
D．图中是用安培定则判定通电螺线管的磁极跟电流方向的关系，故D不符合题意。
故选B。
11．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．与图甲相比，AB选项中，磁场方向没变，电流方向没变，所以导体的运动方向没变，故AB错误；
C．与图甲相比，C选项中，磁场方向改变，电流方向没变，所以导体的运动方向改变，故C错误；
D．与图甲相比，D选项中，磁场方向改变，电流方向改变，所以导体的运动方向不变，故D正确。
故选D。
12．B
【解析】
【详解】
AB．扬声器的线圈中有随声音变化的电流，因为通电线圈在磁场中受到力的作用，使得线圈就不断地来回振动，纸盆也就振动动起来，便发出了声音，是利用通电导体在磁场中受到力的作用原理工作的，故A错误，故B正确；
C．扬声器工作时消耗电能，将电能转化为机械能，故C错误；
D．改变线圈中电流的方向，线圈受力方向改变，线圈运动方向改变，故D错误。
故选B。
13． 乙 电流 电动机
【解析】
【分析】
【详解】
[1]磁场对电流的作用是通电导线在磁场中要受到磁力的作用。是将电能转化为机械能，电路中要有电源，故甲不符合题意，乙符合题意。
故选乙。
[2]研究磁场对电流的作用时，导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场的方向有关。
[3]磁场对电流的作用是将电能转化为机械能，是电动机模型。
14． 力的作用 电流方向
【解析】
【详解】
(1)[1]在实验中，当闭合开关后，可以观察到磁场中的金属棒ab在导轨上向右运动，这说明通电导体在磁场中受到力的作用，即磁场对电流有力的作用。
(2)[2]且只对调电源正负极接线，金属棒ab会向左运动，这说明通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关。
15． 运动 力
【解析】
【详解】
[1][2]接通电源，当闭合开关，导体ab中会有电流通过，此时发现导体ab由静止变运动，故说明通电导体在磁场中受力的作用。
16． 同种 通电导体在磁场中受力运动
【解析】
【详解】
[1]“怒发冲冠”的景象，这是由于当人触摸“静电球”时，人体带上同种电荷，头发丝因带同种电荷而互相排斥的结果。
[2]由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
17． 电动 重力势 不变 增加电池节数
【解析】
【详解】
(1)[1]由文中信息可知，电磁秋千是根据在磁场中，通电后线圈会受到力的作用而发生偏转制成的，及利用的是电动机工作原理。
(2)[2][3]电磁秋千从最低处摆动至最高处过程中，高度增大，重力增大，动能转化为重力势能；惯性大小由物体的质量决定，电磁秋千的质量不变，故惯性不变。
(3)[4]若想让电磁秋千摆得更高些，由题意可增大电流的大小，根据导体在磁场中所受的力的大小与磁性强弱、电流大小等因素有密切关系，故可采用增加电池节数的方法。
18． 铁镍合金 化学 电动机 3 根据Q＝I2Rt可知，在电阻和通电时间一定时，当过大的电流通过电池，在一定的时间内电流通过电池产生过多的热量，温度升高，容易引起火灾
【解析】
【详解】
(1)[1]铁能被磁铁吸引，铝、铜、锌不能被磁铁吸引；
(2)[2][3]给手机在充电时，消耗电能，得到化学能，电池把电能转化为化学能储存起来；手机中的扬声器的原理与电动机的原理相同，在工作时利用磁场对电流的作用，将电能转化为机械能。
(3)[4]由W＝UIt可得，要将空电板充满电需要的时间：
；
[5]根据Q＝I2Rt可知，在电阻和通电时间一定时，当过大的电流通过电池，在一定的时间内电流通过电池产生过多的热量，温度升高，容易引起火灾。
19． 电动机 费力 分子之间存在相互作用的引力 流入 不变
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]扬声器工作时把电信号转换成声信号，电能转化成机械能，其原理是通电导体在磁场中受力运动，与电动机的工作原理相同。
（2）[2]人的前臂在举起杠铃时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（3）[3]分子间同时存在相互作用的引力和斥力，两个铅块磨光后，压在一起就会粘住，这个现象证实了分子之间有引力。
（4）[4]当电流从线圈A端流入过程，根据安培定则，螺线管左端为S极，此时异名磁极相互吸引，活塞左移，S1关闭，S2打开，血液从S2流入泵室。
[5]图中的活塞移动变化频率与交流电的频率有关，交流电电流方向改变的频率影响跳动次数，与电流大小无关，若线圈中的电流大小增大，则心脏泵每分钟“跳动”的次数不变。
20． 电源 电能 化学 二次 B 见解析 300 kW·h 23.5
【解析】
【详解】
(1)[1][2][3]电动公交车在充电时充电桩输出电能，并将电能转化成化学能，储存在蓄电池中，所以充电时充电桩相当于电源。
[4]电能是发电厂通过将其他能转化而成的，是二次能源。
(2)[5]电动公交车的工作原理为通电导体在磁场中受到力的作用。
A．图中为奥斯特实验，说明通电直导线周围存在磁场，是电流的磁效应，故A不符合题意；
B．图中为通电导体在磁场中受到力的作用，故B符合题意；
C．图中为电磁继电器，衔铁被吸下，说明通电导线圈周围存在磁场，故C不符合题意；
D．图中让闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，观察电流表的指针是否偏转，是研究电磁感应现象，故D不符合题意。
故选B。
(3)[6]人和汽车以一定的速度向前运动，当车刹车时，人的腿减速，而上身由于惯性继续向前运动，所以向前倾倒。
[7]充一次电消耗的电能
[8]根据题意可知
根据得
21． 通电导体在磁场中受力运动 改变电流方向
【解析】
【详解】
(1)[1]该简易装置的工作原理是：通电导体在磁场中受力运动。
(2)[2]线圈转动方向与磁场方向和电流方向有关，改变电流方向可以改变线圈转动的方向。
答案第1页，共2页
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