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（含答案）

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．如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（ ）
A．换用更细的铜棒
B．将磁体的N、S极对调
C．向左移动滑动变阻器的滑片
D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调
2．图是探究磁场对电流的作用的装置，所示的设备中利用此原理工作的是
A．电磁选矿机 B．发电机
C．话筒 D．扬声器
3．“ ”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．
4．下列机械属于热机的是（　　）
A．电动机 B．洗衣机 C．柴油机 D．滑轮组
5．如图所示测量仪器的制作与它应用的物理知识说法错误的是（　　）
A． 弹簧测力计——在一定范围内弹簧受到的拉力越大伸长越长
B． 天平——牛顿第一定律
C． 温度计——感温液的热胀冷缩性质
D． 电流表——通电导体在磁场中受到力的作用
6．2020年10月14日，《自然》杂志报道了一种可以在15℃下实现超导的新材料，人类向创造出具有最优效率电力系统的目标又迈近了一步。超导材料可以应用在（　　）
A．电饭锅 B．电动机
C．电热水壶 D．电烤箱
7．图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（　　）
A．线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下
B．线圈由图示位置转过180o时，电流沿dcda流过线圈
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
8．如图甲，磁场对导体的力F竖直向上，用Fab，Fcd，Fa'b'，Fc′d′分别表示图乙丙中闭合开关时磁场对导体ab、cd、a′b′、c′d′的力，则（　　）
A．Fab竖直向下，Fcd竖直向下 B．Fab竖直向上，Fcd竖直向下
C．Fa′b′竖直向上，Fc′d′竖直向下 D．Fa′b′竖直向下，Fc′d′竖直向上
9．如图所示是某同学自制的玩具电动机，一块钕铁椭圆形磁铁吸在干电池底部，将一段裸露的铜线折成矩形线框，上边与电池正极接触，下边搭接在磁铁上，观察到线框顺时针转动，则（　　）
A．该过程中机械能转化为电能
B．线框左右两边所受磁场力方向相同
C．若仅调换电池两极，线框将逆时针转动
D．若仅调换磁铁两极，线框仍顺时针转动
10．矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同（　　）
A．ab段与bc段 B．ab段与ed段
C．ab段与fe段 D．fe段与ed段
11．关于磁现象，下列说法中正确的是（　　）
A．磁感线是由磁场中的铁屑被磁化后形成的
B．在同一磁场中，磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱
C．磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
D．放在磁场中的导体一定受到磁场力的作用
12．如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块雷雨云，在放电的过程中在两云层的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则下列说法正确的是（　　）
A．A、B带同种电荷 B．A带正电
C．B带正电 D．放电过程中，电荷量转化为内能、光能等
二、填空题
13．如图所示是电流表的内部结构图，当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针一起偏转。线圈中电流越大，指针偏转角度就越大。其工作原理与_______（选填“电动机”或“发电机”）相同。
14．白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝______，说明______，由此原理可以制成______。
15．如图所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明了通电导体在磁场中受到_____的作用。若将电源的正、负极和磁体的N、S极都对调，则导体棒ab将向_____运动（选填“左”或“右”）。
16．小刚将“220V 100W”的灯泡接在家庭电路中，闭合开关，用一蹄形磁铁去靠近灯泡的玻璃泡（如图甲所示），发现发光的灯丝晃动了，这是由于__________________。该灯正常工作1h能使图乙中的电能表的指示灯闪烁____次。如该灯泡接在110V的电路中，它的实际功率是______W。（不考虑灯丝电阻的变化）
三、综合题
17．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________。
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．现在电动自行车、电动汽车逐渐普及，它们都采用电动机来获得动力．某直流电动机的铭牌上标有“”，电动机线圈的电阻为．
（1）该电动机正常工作，消耗多少电能？
（2）该电动机正常工作，线圈因发热而损失了一部分电能，线圈在这内发出的热量是多少．
（3）在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，很快就闻到焦糊味道，请你从能量转化角度解释这个现象．
20．如图，线圈abcd位于磁场中．
(1)通电后，cd段导线的电流方向是________(填“由c到d”或“由d到c”)．
(2)cd段导线受磁场力的方向如图所示，在图中画出ab段导线受磁场力的方向．
( )
21．阅读短文，回答问题：
电磁流量计
电磁流量计是利用法拉第电磁感应原理制成的用来检测导电液体流量（液体在单位时间内通过某横截面的体积）和流速的仪表．
如图甲是用来检测血流速度和血流量的电磁流量计，又称电磁血流计．其原理如图乙所示，使用时，将血管放置于两磁极之间，金属电极A、B与血管壁接触，仪表与电极A、B相连．血液在血管中流动时，A、B间就会有电压，电流通过仪表从而显示出血流速度和流量．
某实验小组用电磁血流计研究血管中血流速度与n（病人心脏血管横截面积与正常人心脏血管横截面积的比值）的关系．测得病人心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表：
研究表明，当血液在管内匀速流动时，受到的阻力f与血液的流速v成正比，即f=kv，k为常数，血管横截面积越小，血液流速越大，受到的阻力越大，心脏的负担就越重．
（1）测得某液体的流速为0.2m/s，流量为10 ﹣4m3/S，则管子的横截面积为________ m2；
（2）利用电磁流量计________（可以/不可以）测量某食用油管道中油的流量；
（3）关于电磁血流计，下列说法中正确的是______ ；
A． 电磁流量计的原理与电动机的原理相同
B． 电磁流量计上的仪表是由电压表改装的
C． 调换两磁极的位置，流过仪表电流的方向改变
D． 同时改变血流方向和调换两磁极的位置，流过仪表电流的方向改变
（4）根据表中数据可知，n与v的关系是________；当n=0.5时，v=________m/s；
（5）心脏主动脉血管的横截面积变化时，心脏推动血液流动的功率P随n的变化而变化．若当n=1时，心脏推动血液流动的功率P=P0 ， 则当n=0.5时，心脏推动血液流动的功率P=________P0 ．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．换用更细的铜棒，使电阻变大电流变小，但不能改变受力的方向，所以A错误，故A不符合题意；
B．将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，所以B正确，故B符合题意；
C．向左移动滑动变阻器的滑片，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，所以C错误，故C不符合题意；
D．将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的受力方向不变，铜棒仍然向右运动，所以D错误，故D不符合题意。
故选D。
2．D
【详解】
A．电磁选矿机时利用电流的磁效应制成的，不符合题意；
B．发电机是根据电磁感应现象制成的，不符合题意；
C．话筒是根据电磁感应现象制成的，不符合题意；
D．扬声器是根据通电线圈在磁场中受力而运动，即是利用磁场对电流的作用的原理工作的，符合题意．
3．D
【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。
4．C
【详解】
AB．电动机、洗衣机是电能转化为机械能的装置，不属于热机，故AB不符合题意；
C．柴油机是把内能转化成机械能的装置，属于热机，故C符合题意；
D．滑轮组是简单的机械，不属于热机，故D不符合题意。
故选C。
5．B
【详解】
A．弹簧测力计的原理是：在弹性范围内弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的长度就越长，故A正确，不符合题意；
B．天平是根据杠杆的平衡原理制成的，故B错误，符合题意；
C．液体温度计是利用液体热胀冷缩的性质来测量温度，故C正确，不符合题意；
D．电流表是根据通电导体在磁场中受到力的作用制成的，故D正确，不符合题意。
故选B。
6．B
【详解】
ACD．超导体电阻为零，电流流过超导体时，不会发热，电饭锅、电热水壶和电烤箱都是利用的电流的热效应工作的，故ACD不符合题意；
B．电动机在通电过程中，可以用超导体制作电动机的线圈，电能没有损失，故B符合题意。
故选B。
7．D
【详解】
通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向有关，其中之一发生改变，则受力方向发生改变。
A．根据题意知道，此时dc边受到磁场的作用力向下，由于ab边中电流方向与dc中电流方向相反，而磁场方向相同，所以ab边受到磁场的作用力与dc边受到磁场的作用力相反，即ab边受到磁场的作用力向上，故A错误；
B．由图知道，线圈由图示位置转过180o时，电流沿abcd流过线圈，故B错误；
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边中电流的方向反向，则受力方向改变，即dc边受到磁场的作用力向上，故C错误；
D．线圈由图示位置转过180°时，ab边中电流的方向反向，则受力方向改变，即ab边受到磁场的作用力向下，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】
AB．磁场力方向影响因素有：磁场方向和电流方向，已知甲图中磁场对导体的力F竖直向上，乙图中磁场方向与甲图一致，而导体ab电流方向与甲图相反，所以Fab方向竖直向下，导体cd电流方向与甲图一致，所以Fcd方向竖直向上，故AB错误；
CD．磁场力方向影响因素有：磁场方向和电流方向，甲图中磁场对导体的力F竖直向上，图丙磁场方向与图甲相反，导体a′b′电流方向与图甲相同，所以Fa′b′竖直向下，导体c′d′电流方向与图甲相反，所以Fc′d′竖直向上，故C错误，D正确。
故选D
9．C
【详解】
A．该过程中电能转化为机械能，故A不符合题意；
B．左右两段导线周围的磁场方向不同，电流方向相同，所受磁场力方向不同，故B不符合题意；
CD．若仅调换电池两极，电流方向改变，线框将逆时针转动，若仅调换磁铁两极，磁场方向改变，线框将逆时针转动，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
10．B
【详解】
A．磁场的作用力方向与磁场方向和电流方向有关，由图可知磁场方向不变，由电路分析可知，ab段与bc段的电流方向相反，所以ab段与bc段受到该磁场的作用力方向相反，故A不符合题意；
B．由电路分析可知，ab段与ed段的电流方向相同，所以ab段与ed段段受到该磁场的作用力方向相同，故B符合题意；
C．由电路分析可知，ab段与fe段的电流方向相反，所以ab段与fe段受到该磁场的作用力方向相反，故C不符合题意；
D．由电路分析可知，fe段与ed段的电流方向相反，所以fe段与ed段段受到该磁场的作用力方向相反，故D不符合题意。
故选B。
11．B
【详解】
A．磁感线是为了描述磁场引入的理想化的物理模型，不是真实存在的，故A错误；
B．磁感线可以描述磁场的强弱和方向，磁感线的密集程度代表了磁场的强弱，故B正确；
C．磁场中某点的磁场方向和放在该点的小磁针静止时N极所指的方向一致，但小磁针不能决定磁场的方向，故C错误；
D．通电导线在磁场中受磁力的作用，若非磁性材料制成的导线不通电时不受磁场力，故D错误。
故选B。
12．B
由右手定则判断电流的方向，再根据电流方向判断A、B所带的电荷；
能量的转化只能是一种能转化为其它能。
【详解】
ABC．由于小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，故该通道所产生的磁场方向应该是垂直于纸面向里，所以利用右手螺旋定则可以判断出电流的方向应该是由A流向B，所以A带的是正电荷；B带的是负电荷，故AC错误，B正确；
D．放电过程应是电能转化为内能、光能，故D错误。
故选B。
13．电动机
【详解】
通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大，其工作原理与电动机工作原理相同。
14． 晃动 通电导体在磁场中受力 电动机
【详解】
[1][2][3]将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，发现灯丝在晃动，说明通电导体在磁场中受力的作用，电动机是根据此原理制成的。
15． 力 右
【详解】
[1]闭合开关，有电流通过导体棒，静止的导体棒在轨道上向右运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用。
[2]若只将电源的正、负极对调，改变了电流方向，则导体棒的运动方向改变，所以导体棒将向左运动；若只将蹄形磁铁的N、S极对调，改变了磁场方向，则导体棒的运动方向改变，所以导体棒将向左运动，但将电源的正、负极和磁体的N、S极都对调，导体棒运动方向不变，仍向右运动。
16． 磁场对通电导体有力的作用 160 25
【详解】
[1]小灯泡中通以交流电流，故小灯泡的灯丝在磁场中受力是变化的，故小灯泡的灯丝将抖动；说明了磁场对通电导体有力的作用。
[2]据灯泡正常工作，所以此时的功率是100W，即0.1kW，灯正常工作1h消耗的电能
W=Pt=0.1kw×h=0.1kW h
据电能表盘上标有1600次/KW h，所以电能表的指示灯闪烁是
n=1600次/kW h×0.1 kW h =160次
[3]根据可得，灯泡的电阻为
将它接在110V的电路中时，该灯泡消耗的实际功率为
17． 通电导体在磁场中受力运动 改变电流方向
【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。
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
【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．（）5.5kWh．（）9×105J．（）线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能，消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，温度迅速升高．
【详解】
(1)∵P＝∴电动机消耗的电能W＝Pt＝5.5kW×1h＝5.5kW h；(2)∵P＝UI∴电动机正常工作时的电流为I＝＝25A，线圈产生的热量Q＝I2Rt＝(25A)2×0.4Ω×3600s＝9×105J，(3)线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能．消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，温度迅速升高．
点睛：（1）由P＝求出电动机消耗的电能；（2）由电功率的公式P＝UI求出电动机正常工作时的电流，然后由焦耳定律Q＝I2Rt公式求出线圈产生的热量；（3）电动机被卡住，电路电流很大，线圈发热功率较大，会损坏电机．
20． 由c到d
【详解】
试题分析：（1）把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，电流从电源的正极出发经过开关从a到b到c到d回到负极；
（2）通电导体在磁场中受到力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，磁场的方向不变，电流通过ab段和cd段时的方向刚好相反，所以受到磁场力的方向也刚好相反，如图所示，
考点：电流磁场的方向与电流的方向、磁场的方向有关
21． 5×10﹣4 不可以 C nv=0.18 0.36 4
【详解】
（1）已知v=0.2m/s，血流量为10-4m3/s，所以血管的横截面积S=；
（2）电磁流量计是将血液当作导体来进行测量的，而食用油是绝缘体，因此利用电磁流量计不可以测量某食用油管道中油的流量；
（3）A、根据图甲可知，电路中没有电流，因此其原理是电磁感应，即与发电机原理相同，故A错误；
B、根据图甲可知，仪表与电阻串联，因此仪表是电流表改装而成，故B错误；
C、在其它因素不变时，调换两磁极的位置，流过仪表电流的方向改变，故C正确；
D．改变血流方向和调换两磁极的位置，流过仪表电流的方向不变，故D错误；
故选C；
（4）根据表中数据可知，n与v的乘积不变，因此n与v成反比，即nv=0.18；当n=0.5时，；
（5）由f=kv和P=Fv可知，心脏推动血液流动的功率P=kv2，故P与速度的平方成正比，而n与v成反比，因此P与n的平方成反比；
故n=1时，心脏推动血液流动的功率P=P0，则当n=0.5时，心脏推动血液流动的功率．
故答案为（1）5×10-4；（2）不可以；（3）C；（4）nv=0.18；0.36；（5）4．
答案第1页，共2页
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