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．如图是电流表的内部结构示意图，当电流通过线圈时，线圈在磁场中转动从而带动指针偏转。下列说法中不正确的是（　　）
A．在电流方向不变时，将电流表内永磁体的N极与S极对调，线圈转动方向会改变
B．通电线圈转动时，主要将消耗的电能转化为机械能
C．电流表线圈转动的原理与电磁铁工作的原理类似
D．通电线圈由静止开始转动，是力改变了线圈的运动状态
2．如图所示，导体棒AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，都垂直于所在位置的磁感线，两个蹄形磁体的N极和S极标识都没有了。拉动AB向左移动时，发现CD向右移动，下列判断正确的是（　　）
A．若拉动AB向右移动，则CD向右移动
B．若拉动AB向右移动，则CD向左移动
C．调换右边磁体上下磁极，拉动AB向左移动，则CD向右移动
D．调换右边磁体上下磁极，拉动AB向右移动，则CD向左移动
3．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
4．由如图所示的实验得出的结论错误的是（　　）
A．A图说明同种电荷相互排斥
B．B图说明通电导体在磁场中受到力的作用
C．C图是电动机工作原理示意图
D．D图说明电流和通电时间相同，匝数越多，电磁铁的磁性越强
5．下列有关电和磁的说法正确的是（　　）
A．磁体周围的磁场既看不见也摸不着，所以是不存在的
B．奥斯特发现了电流的磁效应
C．电动机是根据电磁感应原理制成的
D．电磁铁磁性的强弱只与线圈中电流的大小有关
6．如图所示的实验装置中，用来研究“磁场对通电导线的作用”的是
A． B．
C． D．
7．在如图所示的实验装置中，接通电源后，导体AB受力的作用发生运动，然后改变电流方向或磁感线方向，则下列叙述中错误的是（ ）
A．在上述实验现象中，是机械能转化为电能
B．通电导体在磁场中受力方向跟电流方向有关
C．通电导体在磁场中受力的方向跟磁感线方向有关
D．同时改变电流方向和磁感线方向,通电导体的受力方向不变
8．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B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，则（　　）
A．只有导线框A侧受到磁场对电流的作用
B．只有导线框B侧受到磁场对电流的作用
C．导线框A侧、导线框B侧均受到磁场对电流的作用
D．如只将强磁铁翻转放置，导线框转动方向不变
9．新能源电动汽车的动力装置是电动机，图中符合其工作原理的是（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示的四幅图中，分析正确的是（　　）
A．测电笔在使用时手需接触笔尖金属
B．图b的电磁起重机是利用电流的磁效应工作的
C．图c装置的原理可以制造电动机
D．三脚插头中，为了安全用电可以不用插脚1
11．在物理学习中，可用左手定则判断通电导体在磁场中的受力方向：让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是导体受力的方向。请你据此判断下图表示磁场对直线电流的作用，其中错误的是（　　）（表示导体中电流方向垂直纸面向里，表示电流方向垂直纸面向外）
A． B．
C． D．
12．对于下列四个实验现象或操作描述完全正确的有（　　）
①甲图实验现象说明了气体流速越大压强越小
②用天平称量物体质量，称量过程中可以移动平衡螺母
③丙图摩擦后的气球吸引细水流，说明带电体可吸引轻小物体
④丁图中开关闭合导体ab向左运动，若同时改变电流方向和磁场方向，导体ab运动方向不改变
A．①③④ B．①②③ C．①② D．②③④
二、填空题
13．如图是电流表的内部结构示意图。当接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针发生偏转。指针发生偏转的原因是______。
14．如图甲所示，闭合开关，导体ab向右运动，若只改变电流方向，ab向___________（“左”或“右”）运动，以此为原理可制成___________（“电动机”或“发电机”），如图乙，当开关S闭合时，通电螺线管左侧的小磁针静止时S极的指向如图所示，则电源的左端是___________（“＋”或“-”）极。
15．如图所示，将两枚相同的磁铁分别放在粗糙程度相同的斜置木板和铜板顶端，释放后同时下滑，发现铜板上的磁铁总是后滑至底端。某小组对此现象的原因进行了探讨，
(1)有同学首先猜想：因为磁铁有磁性，它和铜板之间有吸引作用。该猜想_________(选填“正确”或“错误”)，依据是_________
(2)有同学百度后获知：金属内的自由电荷与磁极之间发生相对运动时，金属内部会产生涡电流，并继而产生阻碍相对运动的力，这种现象叫电磁阻尼现象。
由上述信息可知：产生涡电流的条件是自由电荷处在变化的________中。电磁阻尼现象，实质是_____之间相互作用的外部宏观表现。
16．通电直导线在磁场中受到磁场力的方向可以用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电直导线所受磁场力的方向，如图甲所示。请你判断：图乙中的线圈是_____（选填“顺时针”或“逆时针”）转动的。
三、综合题
17．如图所示的消防无人机是由重庆某航空工业有限公司研发的．它一次能负载30公斤的重物，从基地升高并自主飞行到指定位置，并投下救火物资，帮助消防员救火．它有四个轴，每个轴上都有一个电机机和螺旋桨，使无人机能够稳定地悬停在空中进行作业．无人机靠锂电池维持飞行，充满一组锂电池可供飞机工作半小时左右，不过，它能不停地更换电池继续工作．请找出一个与以上情景有关的物理信息，并指出对应的物理知识，不得与示例重复．
示例：物理信息：无人机靠锂电池维持飞行．
物理知识：电能转化为机械能．
物理信息：_____．
物理知识：_____．
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．如图甲所示为我国时制的某款智能防疫机器人，它具有自主测温、移动、避障等功能。机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体辐射的红外线聚集到探测器上通过处理系统转变为热图像，实现对人群的体温检测。当发现超温人员，系统会自动语音报警。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，如图乙所示为控制电机运转的部分电路，U为输入电压，R1为定值电阻，RB为磁敏电阻，其阻值随外加磁场强弱的变化而变化。
（1）机器人为有效避障，在移动过程中会发射、接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息。当机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，它是利用______（选填“超声波”或“激光”）才能更好的感知到障碍物；以移动的机器人为参照物，障碍物是______的（选填“运动”或“静止”）。
（2）下列关于机器人的说法中，正确的是( )
A．菲涅尔透镜的作用相当于凹透镜
B．菲涅尔透镜接收的是人体辐射出的红外线，但不属于电磁波家族
C．图乙中电磁铁的上端为S极
D．机器人发现体温38℃的人会语音报警并识别
（3）机器人是利用电动机来驱动的，驱动电机的输入总功率为400W，将电能转化为机械能的效率为60%，它的移动速度范围为0.1~1.0m/s。若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动，则此过程中机器人受到的阻力为______N。
（4）控制驱动电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图像如图丙所示，当它在正常工作区时，即使图乙电路中输入电压U发生改变，R1两端电压U1都能维持在某一定值附近微小变化，从而使控制电路中的电机稳定转动。则磁敏电阻的正常工作区对应图中______（选填“ab”或“bc”）段；驱动电机的工作原理与______相同（选填“扬声器”或“麦克风”）。
20．在研究“磁场对通电导体(电流)有力的作用”实验中．
(1)利用图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在“a”、“b”之间接入______(填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”)，根据该原理可制成______．
(2)如图乙、丙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的(也称匀强磁场)．
(a)在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不是一对平衡力，这是因为______
A．二力不是作用在同一物体上
B．二力不是作用在同一直线上
C．二力的作用点不同
D．二力大小不是相等
(b)图丙中的线圈可以持续转动，是在外部加装了__________，该装置能使线圈平面刚处于________(填“平行磁感线”“垂直磁感线”或“任一”)位置时，自动改变线圈中的电流方向．
(c)写出一种让图丙中线圈转动更快的措施：____________.
21．如图所示，是互助小组制作的一台简易电动机，用硬金属丝做两个支架，分别与电池的两级相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴．用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端刮去半周漆皮．将线圈放在支架上，磁体放在线圈下．接通电源并用手轻推一下线圈，线圈就会不停的转动起来．请问：
（1）刮漆皮的目的是使线圈能够________ ．线圈一端刮去半周漆皮的作用相当于________ （填实际电动机某一部件的名称）
（2）推一下线圈的原因是：________
（3）线圈不停转动的原因是：________
（4）要使线圈的转动方向发生改变，请提出两个方案：________
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．线圈在磁场中受到力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，故当只改变磁场的方向，故线圈在磁场中受到的力的方向将改变，故A选项正确，但是A选项不符合题意；
B．通电线圈转动时，是通电导体在磁场中受到力的作用，故是将电能转化机械能，故B选项正确，但是B选项不符合题意；
C．电流表线圈转动是将电能转化机械能，其原理是是通电导体在磁场中受到力的作用，而电磁铁是通电的导线具有磁性，故原理不同，C选项错误，故C选项符合题意；
D．通电线圈由静止开始转动，受到了磁场力的作用，故是力改变了线圈的运动状态，D选项正确，故D选项不符合题意。
故选C。
2．B
【详解】
AB．图中，蹄形磁体的磁场方向不变，因为拉动AB向左移动时，发现CD向右移动，若拉动AB水平向右运动切割磁感线，此时产生的感应电流反向，导体棒运动方向相反，则CD向左移动，故A错误，B正确；
CD．如果蹄形磁体的磁场方向与原来的方向相反，导体棒切割磁感线产生的感应电流方向就与原来的感应电流的方向相反，若拉动AB向左移动，则CD向左移动，若拉动AB向右移动，则CD向右移动，故CD错误。
故选B。
3．B
【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。
4．C
【详解】
A．图中橡胶棒都带同种电荷，靠近时另一橡胶棒被推开，说明同种电荷相互排斥，故A正确，不符合题意；
B．图中闭合开关后，磁铁中的导线开始移动，说明磁场对通电导线有力的作用，故B正确，不符合题意；
C．图中线圈在磁场中旋转，灯泡发光说明有感应电流产生，这是发电机的工作原理示意图，是根据电磁感应原理工作的。故C错误，符合题意；
D．此图是研究影响电磁铁磁性强弱的因素实验，说明电流和铁芯相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强，故D正确，不符合题意。
故选C。
5．B
【详解】
A．磁体周围的磁场虽然看不见也摸不着，但的确存在，故A错误；
B．奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，发现了电流的磁效应，故B正确；
C．电动机工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故C错误；
D．电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈的匝数和是否插有铁芯有关，故D错误。
故选B。
6．A
【详解】
A. 通电后，导体棒在磁场中发生运动，是研究通电导线在磁场中受磁场力的，符合题意；
B.导体棒在磁场中运动时，电流表中产生了感应电流，即用来研究电磁感应现象的，不符合题意；
C. 通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，它是研究电流的磁效应的，是奥斯特实验，不符合题意；
D. 通电线圈有磁性，吸引衔铁，可以控制电路的通断，线圈匝数越多，磁性越大，故该项不符合题意．
【点睛】
本题涉及到磁场对导线的作用、电流的磁效应和电磁感应现象等知识点，关键是掌握电磁感应实验的前提是没有电源；物理学是以观察和实验为主的学科，很多的物理知识都来源于实验，在学习中应重视实验的学习，要牢记一些重要实验装置图．
7．A
【详解】
A．在上述实验现象中，通电导体在磁场中运动，是电能转化为机械能，故A错误，符合题意；
BC．只改变电流方向或者只改变磁感线方向，通电导体在磁场中运动的方向都会发生改变，说明通电导体在磁场中受力方向跟电流方向和磁感线方向有关，故BC正确，不符合题意；
D．电流方向和磁感线方向两个影响因素同时改变时，受力运动方向不变，故D正确，不符合题意
故选A
8．B
【详解】
干电池底部吸有强磁铁，周围存在磁场，导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接，则线框B侧有电流通过（即线框B侧是通电导体），所以线框B侧受到磁场对电流的作用力而运动；而线框A侧没有通电，所以A侧没有受到磁场的作用力；故B正确，ACD错误。
故选B。
9．C
【详解】
电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的。
A．该实验探索的是磁极之间的相互作用，故A不符合题意；
B．该实验是奥斯特实验，探索的是通电导线周围存在磁场，故B不符合题意；
C．该实验探索的是通电导体在磁场中受力现象，是电动机的工作原理，故C符合题意；
D．探索的是通电螺线管的磁场特点，故D不符合题意。
故选C。
10．B
【详解】
A．测电笔在使用时手需接触笔尾金属部分，不可接触前端的金属部分，故A不正确；
B．图b的电磁起重机是利用电磁铁工作，电磁铁是利用电流的磁效应工作的，故B正确；
C．图c装置的原理是电磁感应可以制造发电机，故C不正确；
D．三脚插头中，为了安全用电插脚1要接地线，故D不正确。
故选B。
11．A
【详解】
A．磁场方向竖直向上，电流方向垂直于纸面像外，根据左手定则，导体受力方向应该水平向左，故A错误，符合题意；
B．磁场方向垂直纸面向外，电流方向竖直向上，根据左手定则，导体受力方向应该水平向右，故B正确，不符合题意；
C．磁场方向水平向左，电流方向垂直纸面像里，根据左手定则，导体受力方向应该竖直向上，故C正确，不符合题意；
D．磁场方向垂直纸面向里，电流方向斜向右上，根据左手定则，导体受力方向应该斜向左上，故D正确，不符合题意。
故选A。
12．A
【详解】
①甲图中，向两张纸中间吹气时，两张纸中间的空气流速快，压强小，两张纸外侧的空气流速小，压强大，在压强差的作用下使得两张纸向中间靠拢，说明了气体流速越大压强越小，故①正确；
②用天平称量物体质量时，为了保证测量结果准确，在称量过程中不可以移动平衡螺母，故②错误；
③气球摩擦后由于电荷转移而带电，因带电体具有吸引轻小物体的性质，故可以吸引细水流，故③正确；
④丁图中，由安培定则可知，开关闭合后，导体ab向左运动，通电导体在磁场中受到的力的作用与磁场和电流的方向均有关，若同时改变电流方向和磁场方向，由安培定则可知，导体ab运动方向不变，故④正确。
由题意可知，A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
13．通电导线在磁场中受到力的作用
【详解】
当给处于磁场中的线圈通电时，线圈运动起来，并且带动指针偏转，其原因是通电导线在磁场中受到力的作用。
14． 左 电动机 -
【详解】
[1][2] ]通电导体在磁场中受力的作用，磁场力的方向与磁场方向和电流方向有关；闭合开关，导体ab向左运动，若只改变电流方向，则导体ab受到磁场力的方向与原来相反，故ab向右运动。应用此原理可制成电动机。
[3]如图小磁极静止时左侧为N极、右侧为S极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以螺线管左端为N极、右端为S极；根据安培定则判断电流从螺线管右端流入，故电源左端是负极。
15． 错误 铜不是磁性物质，既不能被磁化，也不能被磁铁吸引 磁场 运动电荷与磁场
【详解】
(1)[1][2]该同学的猜想是错误的，因为铜不是磁性物质，既不能被磁化，也不能被磁铁吸引。
(2)[3]根据题意知道，“金属内的自由电荷与磁极之间发生相对运动时，金属内部会产生涡电流”说明产生涡电流的条件是自由电荷处在变化的磁场中。
[4]由于金属内部会产生涡电流，并继而产生阻碍相对运动的力，说明电磁阻尼现象，实质是运动电荷与磁场之间相互作用的外部宏观表现。
16．顺时针
根据左手定则来判断即可，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是导线受的安培力的方向。
【详解】
根据左手定则，伸开左手，使拇指与四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，且四指指向电流的方向，则大拇指指向磁场力的方向，即线圈左侧受到的磁场力竖直向上，右侧受到的磁场力竖直向下，故线圈是顺时针转动的。
17． 投下救火物质 重力的方向是竖直向下的
【详解】
(1)[1]物理信息：投下救火物资；
[2]物理知识：重力的方向是竖直向下的．
(2)物理信息：每个轴上都有一个电机；
物理知识：通电导体在磁场中受到力的作用．
(3)物理信息：负载30公斤的重物；
物理知识：对重物的支持力至少为300N．
(4)物理信息：悬停在空中；
物理知识：无人机受平衡力作用．．
(5)物理信息：充满一组锂电池；
物理知识：电能转化为化学能．
(6)物理信息：从基地升空；
物理知识：力能改变物体的运动状态．
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． 超声波 运动 D 240 bc 扬声器
【详解】
（1）[1]激光可以在透明介质中传播，而超声波是以波的形式传播，遇到障碍物时会反射从而被机器人接收，所以，机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用超声波才能较好感知到障碍物。
[2]机器人与障碍物之间的位置不断变化，以机器人为参照物，障碍物是运动的。
（2）[3]A．菲涅尔透镜能会聚红外线，是凸透镜，故A错误；
B．红外线属于电磁波，故B错误；
C．电流由下端流入电磁铁，由安培定则可知，电磁铁上端为N极，故C错误；
D．人体正常体温约37℃，体温38℃属于超温状态，机器人会报警，故D正确。
故选D。
（3）[4]机械功率为
P1=400W×60%=240W
机器人所受牵引力
因做匀速直线运动，由二力平衡，机器人受到的阻力为240N。
（4）[5]因为R1与RB串联，由串联分压原理可知，为维持U1两端电压稳定，磁敏电阻RB两端电压UB也应该随输入电压U的变化而发生变化，则RB阻值的变化量较大，由图可知应选择bc段。
[6]驱动电机原理是通电导体在磁场中受到力的作用，与扬声器相同，麦克风原理是电磁感应，故选扬声器。
20． 电源 电动机 B 换向器 垂直磁感线 增大线圈中的电流(或增加线圈的匝数、换更强的磁场等)．
【详解】
(1)因为通电导体在磁场中受力会运动，观察图可知缺少一个电源，因此利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在“a”、“b”之间接入电源，根据此原理制成了电动机；(2)(a)在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不是一对平衡力，这是因为这两个力不作用在一条直线上．所以选项B符合题意．(b)图丙中的线圈可以持续转动，是在外部加装了换向器．当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动．(c)线圈转动的快慢与电流的大小、线圈的匝数、磁场的强弱等因素有关，所以要使线圈转动的更快，可以增大线圈中的电流、增加线圈的匝数、换更强的磁场等．
【点睛】
（1）通电导线在磁场中受到力的作用，利用这一原理制成了电动机；（2）二力平衡的条件是同物、等大、反向、共线，据此判断；换向器可以改变线圈中电流的方向，使得线圈连续转动下去．线圈转动的快慢与电流的大小、线圈的匝数、磁场的强弱等因素有关，据此解答．
21． 导电，且在刚转过平衡位置时，切断线圈中的电流，线圈由于惯性转过另半圈，保证了线圈持续的转动下去 换向器 使线圈越过平衡位置 线圈由于惯性转过另半圈，在刚转过平衡位置时，线圈中的电流变化、受力方向变化，保证了线圈持续的转动下去 只改变磁场方向；只改变电流方向
（1）通电直导线在磁场中受到力的作用；换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时，能够自动改变线圈中的电流方向，使线圈能够持续转动下去；
（2）当线圈在平衡位置时，此时线圈受力平衡，故线圈不能转动．
（3）通电线圈转动起来后，线圈在磁场中就受到力的作用而转动下去．
（4）根据影响线圈转动方向的因素得到两个方案．
【详解】
（1）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用是当线圈刚转过平衡位置时，切断线圈中的电流，线圈由于惯性转过另半圈，保证了线圈持续的转动下去；它的作用就相当于电动机中的换向器；
（2）当线圈在平衡位置时，此时线圈受力平衡，则线圈不能转动；所以，需要用手轻推一下线圈，使线圈越过平衡位置后，线圈在磁场力的作用下不停的转动起来；
（3）线圈由于惯性转过另半圈，在刚转过平衡位置时，线圈中的电流变化、受力方向变化，保证了线圈持续的转动下去；
（4）影响线圈的转动方向是电流的方向和磁场的方向．故要使线圈的转动方向发生改变，只要改变其中一个因素即可，只改变磁场方向或只改变电流方向．
答案第1页，共2页
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