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 同步练习（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．关下能量转化的问题，下列说法正确的是（ ）
A．电饭煲工作时将内能转化为电能 B．电动机工作时将机械能转化为电能
C．发电机工作时将电能转化为机械能 D．内燃机工作时将内能转化为机械能
2．如图，关于家庭电路及安全用电，下列说法中正确的是（　　）
A．甲图中手握紧试电笔的金属杆，接触接火线的插孔，氖管才发光
B．乙图中白炽灯泡的螺丝套（外壳）既可接火线，也可接零线
C．丙图中展示的是法拉第的电磁感应的实验装置
D．丁图中的现象表明了电流周围存在磁场
3．在学习物理的过程中，对物理知识的正确理解是非常重要的。下列说法正确的是（　　）
A．摩擦力总是阻力，且其方向总是与物体的运动方向相反
B．如果两个物体间存在相互作用力，二者一定要相互接触
C．通电的导体棒放置在磁场中，不一定会受到磁场力作用
D．不受力的物体才有惯性，且物体的速度越小其惯性越小
4．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
5．通电导体在磁场中受到力的作用。某段导体通以图甲所示方向的电流时，该导体受力的方向为垂直纸面向里；电荷的定向移动形成电流，运动的电荷在磁场中也受到力的作用，如果电子沿图乙中虚线方向快速进入磁场，则它在磁场中受力的方向为　　
A．垂直纸面向里 B．垂直纸面向外
C．沿纸面竖直向上 D．沿纸面竖直向下
6．如图所示，有关电与磁的下列描述中，正确的是（　　）
A．甲图：该实验探究通电导体在磁场中受力的作用
B．乙图：开关闭合后，位于螺线管右侧的小磁针将顺时针旋转
C．丙图：该实验与电动机工作原理相同
D．丁图：探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
7．小明用图示实验装置，探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是（ ）
A．将A、B 两端对调 B．将蹄形磁体的N、S 极对调
C．换用磁性更强的蹄形磁体 D．将滑动变阻器的滑片P向右移动
8．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
9．用如图所示的实验装置探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S0，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。若要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是（　　）
A．换用磁性更强的蹄形磁体 B．将蹄形磁体的N、S极对调
C．将滑动变阻器的滑片P向右移动 D．将硬直导线的A、B两端对调
10．实验现象或效果不明显时，要对实验进行优化改进。下列优化措施中，合理的是（　　）
A．探究影响动能大小的因素时，为比较动能大小应选用光滑的水平面
B．探究平面镜成像时，为使棋子的像更清晰，应用手电筒对着玻璃板照射
C．在观察磁场对通电直导线的作用时，选用铝棒作为通电直导线可使现象更明显
D．探究分子引力时，为使铅块下能悬挂更重的物体，应使铅块表面更粗糙
11．据媒体报道，我国的第二艘航母“山东号”使用了电磁弹射技术，它的弹射车与舰载机的前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通入强电流时，立即产生强大的推力，使舰载机快速起飞。在下图所示的四个实验中，与电磁弹射器的工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
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．如图所示是探究通电导体在磁场中受力情况的装置。闭合开关，观察到导体ab在导轨上向右运动。若只对调电源正负极接线，闭合开关，导体ab会______（选填“静止不动”、“向右运动”或“向左运动”），说明通电导体在磁场中受力的方向与______有关。
15．如图所示是某灵敏电流计的内部结构示意图，线圈在磁场中，指针与线圈相连。当线圈中有电流通过时，指针会偏转，其原理和______相同。（选填：“电动机”、“发电机”或“电磁铁”）
16．将一根直导线放在静止的小磁针上方，通电后小磁针发生偏转，这表明通电直导线周围存在______。如图所示装置，通电瞬间直导线向左摆动，这表明______对电流有力的作用；若要使直导线向右摆动，应______。
三、综合题
17．如图甲所示，圆形塑料槽内装有导电液体放在蹄形磁铁两极之间，沿槽边缘放一个圆形电极A，在圆形塑料槽的中心放一个圆柱形电极B．将A、B电极接入如图乙所示的C、D两极，闭合开关，圆形塑料槽内的导电液体将会旋转起来．电源电压U=3V，电源内阻r=0.5Ω，定值电阻R0=3Ω，塑料槽中两电极间液体等效电阻为R=0.9Ω，电压表的示数恒定为2.7V，则：
（1）导电液体旋转的物理原理是什么？
（2）电路中电流多大？
（3）推动导电液体的功率为多少？
18．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．
( )
19．如图（1）为最新型的智能穿戴设备谷歌眼镜（Google Project Glass），它的外观类似一个环绕式眼镜，其中一个镜片具有微型显示屏的功能。眼镜可将信息传送至镜片，并且允许穿戴用户通过声音控制，Google眼镜包含了很多高科技，包括蓝牙，Wi﹣Fi，骨传导耳机，照相机，麦克风，触摸盘以及帮助你探测倾斜度的重力感应和陀螺仪
（1）下列关于谷歌眼镜说法正确的是______
A．谷歌眼镜的耳机系统采用骨传导是因为固体能够传声 B．wifi无线信号是通过电磁波来传递信息的
C．谷歌眼镜是通过音调来辨别声音是否由使用者发出 D．麦克风是将电信号转化成声信号的装置
（2）谷歌眼镜内置一块3.6V 容量为600mAh的电池，高负荷使用仅可以坚持6个小时．并且在使用中因为电流的________效应会有明显的发热，给使用者带来不适．试计算谷歌眼镜在高负荷使用中的平均功率为________W；
（3）重力感应装置可以侦测到眼镜佩戴者头部的倾斜程度，如图（4）为一种重力感应装置的部分结构，其中A为高2mm重0.1g的柱形金属重物，固定在长1cm的轻质金属杆中央，杆的两头杆粘连在BC两个压电感应器上。当装置水平放置，若以B为支点，压点感应器C所受压力为________N。若压电感应器上产生的电压与压力成正比，试计算该装置左端向下倾斜45°度（如图（5））时，bc两个压电感应器产生的电压UB________UC 。
20．扬声器
电视机、音响、耳机中都有扬声器，每天我们都能听到扬声器发出的悠扬声音。扬声器俗称喇叭，是把电信号转换成声信号的一种装置。因采用不同的材质、技术和工作原理，扬声器可分为许多种类，常见的有动圈式扬声器、静电式扬声器、压电式扬声器等。那么，扬声器是怎样发出声音的呢？
图是动圈式扬声器的构造示意图，它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。当线圈中通过电流时，线圈受到磁铁的作用而运动，由于通过线圈的电流是交变电流，它的大小和方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
武侠小说中有一种神功，叫“传音入密”，就是说话人可以将声音直接送到受话人的耳中，而在场的其他人无法听到。现在，具有这一神功的装置叫“超声波定向扬声器”。首先，把声音信号调制到超声波上，再通过超声波定向扬声器发出调制后的超声波。由于超声波在传播中，具有很强的方向性，它能使声音局限于某个区域，而其他地方则无法接收。载有声音信号的超声波到达人耳处，通过解调，使受话人听到声音。在博物馆，我们可以把超声波定向扬声器安装在展品上方，只向感兴趣的参观者介绍相关信息，同时保持空间的整体安静，使其他参观者不受干扰。
纵观扬声器近150年的发展史，形态种类可谓百花齐放，成为音响世界里最灿烂的一片天地。
请根据上述材料，回答下面的问题：
(1)由图中的“某一瞬间电流方向”可知，此时线圈的右端为 _____ （选填“N”或“S”）极；
(2)下列实例中，其工作原理与动圈式扬声器工作原理相同的是 _____ （选填字母）；
A．电磁铁 B．电动机 C．发电机
(3)超声波在传播中，具有很强的 ____________ ，因此可以实现声音的定向传递。
21．演绎式探究：
小雨要研究通电导体在磁场中受力的问题．
磁体周围存在磁场，磁场的强弱叫磁感应强度，用B表示．通电导体在磁场中要受到力的作用．将一段长为L，电流大小为I的通电直导线垂直放入磁感应强度为B的磁场中时，受力F=BIL．
（1）这说明导体中的电流越________，导体在磁场中受力越大．
（2）已知导体内也流的大小称为电流强度，是指单位时间内通过导体某一横截面的电荷量，即：I=Q/t．有一段通电直导线，横截面积为S，单位体积含有n个自由电荷，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速度为v，则通过上述导体的电流为I=O/t =________．若这段通电导体长为L，将其垂直放入磁感应强度为B的磁场中，受到的力F=________．从微观来看，此力F相当于每个运动的自由电荷受力的共同结果，则该导体内平均每个自由电荷受力大小为F单=________．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A. 电饭煲工作时是将电能转化为内能；不是将内能转化为电能；则该项说法错误，不符合题意；B. 电动机工作时是将电能转化为机械能，不是将机械能转化为电能；则该项说法错误，不符合题意；C. 发电机工作时是用来发电，是将机械能能转化为电，不是将电能转化为内能；则该项说法错误，不符合题意；D. 内燃机工作时是将燃料燃烧释放出的内能通过燃气膨胀对外做功，转化成机械能，则该项说法正确，符合题意．故选D.
点睛：本题需要通过对设备的逐个分析，弄清工作时能量的来源，转化成的是哪种形式的能量，从而得出判断．
2．D
【详解】
A．使用试电笔时，手要接触试电笔尾部的金属体，笔尖接触电线，如果氖管发光，表示接触的是火线。故D错误；
B．为了防止触电，家庭电路中白炽灯螺丝套应接在零线上，故B错误；
C．图中有电源，闭合开关，磁场中的导体通电后会受到磁场力的作用而运动起来，是展示通电导体在磁场中受力的实验装置，故C错误；
D．图中是奥斯特实验的装置，直导线通电后，其下方的小磁针会发生偏转，说明电流周围存在磁场。故D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．滑动摩擦力可以作为动力，如人走路时，脚受到的摩擦力的方向与物体的运动方向相同，故A错误；
B．如果两个物体间存在相互作用力，二者不一定相互接触，比如磁铁吸引铁钉，不接触，它们之间有力的作用，故B错误；
C．当通电的导体棒在磁场中与磁感线平行时，是不受磁场力的，故C正确；
D．惯性是物体本身具有的一种性质，与物体是否运动、是否受力等外界因素无关，惯性的大小与质量有关，不受力的物体有惯性，物体的速度越小，质量不变，其惯性不变，故D错误。
故选C。
4．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．
5．B
【详解】
由题知，导体通以图甲所示方向的电流时，该导体受力的方向为垂直纸面向里；因电子带负电，则电子定向移动的方向和电流的方向相反；电子沿图乙中虚线方向快速进入磁场，磁场方向不变，电流方向与原来相反，则磁场力的方向也与原来相反，即在磁场中受力的方向为垂直纸面向外。
故选B。
6．C
【详解】
A．图甲的实验为奥斯特实验，小磁针发生偏转说明通电导体周围存在磁场，故A错误；
B．乙图中，开关闭合后，根据安培定则可知，螺线管的右端是N极，因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，则小磁针将逆时针转动，故B错误；
C．图中有电源，通电导体在磁场中会受力而运动，是电动机的工作原理，故C正确；
D．该图是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验，图中两线圈串联在电路中，通过的电流相同，但线圈的匝数不同，所以探究的是磁性强弱与线圈匝数的关系，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】
由安培定则知磁场对通电导体有力的作用，其作用的方向只与电流方向、磁场方向有关。
A．将A、B 两端对调，电流方向仍与原来一样垂直纸面向里，既没改变磁场方向，也没改变电流方向，所以通电直导线AB在磁场中受力方向与原来相同，即通电直导线AB运动方向为水平向右运动，故A不符合题意；
B．将蹄形磁体的N、S 极对调，只改变磁场方向，所以通电直导线AB在磁场中受力方向与原来相反，即通电直导线AB运动方向变为水平向左运动，故B符合题意；
C．换用磁性更强的蹄形磁体，只改变磁场强弱，既没改变磁场方向，也没改变电流方向，所以通电直导线AB在磁场中受力方向与原来相同，即通电直导线AB运动方向为水平向右运动，故C不符合题意；
D．将滑动变阻器的滑片P向右移动，只改变通过直导线AB中电流大小，既没改变磁场方向，也没改变电流方向，所以通电直导线AB在磁场中受力方向与原来相同，即通电直导线AB运动方向为水平向右运动，故D不符合题意。
故选B。
8．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。
9．B
【详解】
A．换用磁性更强的蹄形磁体，导线受到的磁力变强，移动的速度会变大，但方向不变，故A不符合题意；
B．将蹄形磁体的N、S极对调后，磁场方向变化，导线受到的磁力方向变化，运动方向也会变化，故B符合题意；
C．将滑动变阻器的滑片P向右移动接入的电阻变大，电流变小，导线受到的磁力变小，但运动方向不变，故C不符合题意；
D．将硬直导线的A、B两端对调，电流方向不变，导线受到的磁力方向也不变，故D不符合题意。
故选B。
10．C
【详解】
A．探究影响动能的因素时，为减小摩擦力对实验现象的影响，木块所在的平面应选用较光滑材料，但不能是无摩擦的材料，否则木块将一直做匀速直线运动，无法停下来，故A不符合题意；
B．物体成像要清晰，就必须让物体（棋子）有足够光线射向平面镜，而不是让平面镜（玻璃板）上有足够的光线，故B不符合题意；
C．在观察磁场对通电直导线的作用时，相同条件下，铝的电阻小，电流大，并且铝的密度较小，相同条件下质量小，惯性小，更容易运动起来，所以选用铝棒作为通电直导线可使现象更明显，故C符合题意；
D．探究分子引力时，为使铅块下能悬挂更重的物体，应使铅块表面光滑，尽可能增大分子间引力，故D不符合题意。
故选C。
11．D
【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．图中没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，是电磁感应现象，故A不符合题意；
B．该实验为奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，故B不符合题意；
C．由图可知，实验是探究电荷间的相互作用的，故C不符合题意；
D．图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器的工作原理相同，故D符合题意。
故选D。
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． 向左运动 电流方向
【详解】
[1][2] 通电导体在磁场中受到力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关， 若只对调电源正负极接线则电流方向改变，磁场方向不变，导体棒将向反方向即左侧移动，同时说明通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关。
15．电动机
【详解】
电流表的工作原理：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。因此可以利用电流表指针的转动幅度来反映电路中电流的大小，电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动，因此灵敏电流计与电动机原理相同。
16． 磁场 磁场 改变流过直导线的电流方向或对换磁铁的两个磁极
【详解】
[1]在静止的小磁针上方，放一根与磁针平行的导线，给导线通电时磁针将偏转，说明了通电导体周围存在磁场。这是由丹麦的物理学家奥斯特首先发现的。
[2]图中导线通电时，会受力而运动，说明通电导线在磁场中受力的作用。
[3]若要使直导线向右摆动，可以改变流过直导线的电流方向，也可以对换磁铁的两个磁极。
17．（1）通电导体在磁场中受到力的作用；（2）0.6A；（3）0.216W
【详解】
23.（1）通电导体在磁场中受到力的作用（2）电源内阻两端电压：U1=U-U2=3V-2.7V=0.3V,电路中的电流：I===0.6A,（3）R0两端的电压：U0=IR0=0.6A×3Ω＝1.8VA、B间电压：U3＝2.7V-1.8V＝0.9V ,电流通过导电液体的电功率：P＝U3I＝0.9V×0.6A＝0.54W电流通过导电液体的发热功率：P热＝I2R＝(0.6A)2×0.9Ω＝0.324W
推动导电液体的功率：P动＝P-P热＝0.54W-0.324W＝0.216W
18． 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
19． AB 热 0.36 5×10﹣4 ＞
【详解】
（1）[1]A．固体可以传声，因此谷歌眼镜的耳机系统采用骨传导是因为固体能够传声，故A正确；
B．wifi无线信号是通过电磁波来传递信息的，故B正确；
C．因为不同声音的音色不同，因此谷歌眼镜是通过音色来辨别声音是否由使用者发出，故C错误；
D．麦克风是将声信号转化成电信号的装置，扬声器是将电信号转化成声信号的装置，故D错误。
故选AB。
（2）[2]谷歌眼镜在使用中，由于电流的热效应会有明显的发热现象。
[3]已知Q=600mAh=0.6Ah，则谷歌眼镜在高负荷使用中平均功率：
P=
（3）[4][5]由F1L1=F2L2可得，
FC×BC=GA×BC
即压点感应器C所受压力：
F压力=FC=mAg=
×0.1×10-3kg×10N/kg=5×10-4N；
分别以B、C为支点，求出对应压力FC、FB；以B为支点，如图所示：
其中AO=1mm，BO=10mm，由几何知识可得OE=1mm，BE=5mm-1mm=4mm
所以重力的力臂为
BD=BE cos45°=4mm×mm,
根据杠杆平衡条件G×BD=FC×BC可得，
FC′=G ①
以C为支点，杠杆受重力G、B点垂直杠杆向上的支持力，如图所示：
由几何知识可得
CE=10mm-4mm=6mm
所以重力的力臂为
CF=CE cos45°=6mm×3mm；
根据杠杆平衡条件G×CF=FB×BC可得，
FB=G ②
由题意可得
故UB>UC。
20． S B 方向性
【详解】
(1)[1]由图可以看出，螺线管中的电流方向是向上的，故由右手定则可知，线圈的右端为S极。
(2)[2]动圈式扬声器工作原理是磁场对通电导体有力的作用，电能转化成为机械能。
A．电磁铁工作原理是通电导线周围存在磁场，故A选项不符合题意。
B．电动机工作原理是磁场对通电导体有力的作用，故B选项符合题意。
C．发电机工作原理是电磁感应现象，故C选项不符合题意。
故选B。
(3)[3]由第三自然段内容可知，超声波在传播中，具有很强的方向性。
21． 大 Snvq BLSnvq Bvq
【详解】
（1）根据公式得，磁感应强度越大、电流越大、导体越长，受到的力越大．
（2）t时间内，电荷通过的体积为：，又单位体积含有n个自由电荷，所以t时间内通过导体横截面积A的总电荷数．每个自由电荷的电量为q，所以t时间内通过的电荷量为．电流强度，是指单位时间内通过导体某一横截面积的电荷量，所以 根据公式．导线的体积所以导线中电荷的个数为，所以该导体内平均每个自由电荷受力大小
故答案为(1). 大 (2). Snvq (3). BLSnvq (4). Bvq
【点睛】此题考查了对物理量概念的构建；根据题目中提供的信息，再结合所学的知识，进行必要的运算和推理，可解决此题．
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