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（有解析）

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．放假了，小余和妈妈兴高采烈乘动车去山边的外婆家过年，当动车启动时，小余发现了动车的动力系统与普通汽车的不同，采用额定工作电压为 25kV 的电力驱动，如图，在动车前进的过程中，能量转化关系与下列哪种家用电器工作时相同（　　）
A．电磁炉 B．电风扇 C．电烙铁 D．电热水器
2．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
3．如图所示的四张图片中，对应的物理知识阐述正确的是（　　）
A．甲图中闭合开关后看到的现象称为电磁感应现象
B．乙图展示了发电机的原理
C．丙图把拉线开关接在灯和火线之间更能保证用电安全
D．丁图所示用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电是由于毛皮束缚电子的能力比较强
4．我国航母舰载机将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射器与舰载机前轮连接，并处于强磁场中。当弹射器中的导体有强电流通过时，导体会受到强大的推力，将舰载机弹射出去。下图能反映弹射器工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
5．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
6．下列关于图中的四幅图的说法中错误的是（　　）
A．图是发电机的工作原理
B．图实验说明电流周围有磁场
C．图中，使用测电笔时手一定不能触碰金属笔尖
D．图中，有人触电，应该立即切断电源或用绝缘棒把导线挑开
7．“ ”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．
8．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．
9．如图甲所示，磁铁上下摆放形成稳定磁场，取闭合回路的一部分直导体ab沿东西方向放置于两磁铁中间，当闭合开关，该磁场对导体ab产生向北的作用力。图乙为通电螺线管外部磁场的分布情况。则下列哪种方式可以使得通电螺线管的磁场对导体ab的作用力方向与甲图中ab的受力方向相同（　　）
A． B．
C． D．
10．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．
11．对下列四幅图解释正确的是（　　）
A．图甲中水平放置的指南针受地磁场影响，指针N极总是指向地理南方
B．图乙中通电螺线管右端为N极
C．图丙为电动机工作原理图
D．图丁说明了电磁铁磁性强弱与电流大小有关
12．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 180°时，电流沿dcba 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
二、填空题
13．通电导体在磁场中受到力的作用。如图甲，导体中通以图示方向的电流时，其受力的方向为垂直纸面向里；运动的电荷在磁场中也受到力的作用，如图乙，一个电子快速穿过磁场，则它在磁场中受力的方向为垂直纸面向_____（选填“里”或“外”）。
14．将磁铁靠近正发光的灯泡时，灯丝发生了抖动。小明分析这是因为通电导体在磁场中会受到力的作用，受力的方向跟 ______ 方向、 ______ 方向都有关， ______（填“电动机”或“发电机”）是利用这个原理制成的。
15．（1）标有“220V 100W”的白炽灯正常发光时的电阻是______Ω，正常工作1h消耗的电能是________kW·h；
（2）如图，多次实验发现，把磁铁靠近正发光的白炽灯时，灯丝会发生抖动，这是因为通电导体在磁场中会受到________的作用，________（选填“电动机”或“发电机”）是利用这个原理制成的。
16．中国深圳大疆创新科技有限公司作为全球顶尖的无人机制造商，推出的精灵系列“四旋翼”无人机备受用户欢迎：
(1)“四旋翼”无人机的质量约为1360g，匀速运动过程中，一个旋翼产生的升力约________N；利用遥控器可以操控无人机，当无人机绕过障碍物的过程中，运动状态________（选填“发生”或“未发生”）改变。
(2)无人机旋翼是利用通电线圈在________中受力转动的原理工作的，增大线圈中的电流，旋翼的转速会________（选填“变快”或“变慢”）。
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．小强家购置了一台油电混合动力汽车，该车利用内燃机和电动机共同提供动力，其蓄电池最多储存44 kW·h的电能，电动机将电能转化为机械能的效率可达60%。
（1）电动机的工作原理是________；
（2）该车某次在平直公路上匀速行驶受到的阻力为720 N，则该车匀速行驶100 km牵引力做了多少功？( )
（3）蓄电池充满电后，仅由电动机提供动力，若汽车受到的阻力不变，该车持续行驶的最大路程是多少？( )
（4）假设汽车受到的阻力不变，仅由汽油机提供动力，汽油的热值5.0×107 J/L，汽油机的效率为30%，则汽车匀速行驶100 km耗油多少升？( )
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“220V5.5kW”，电动机线圈的电阻为0.4Ω．
（1）电动机的工作原理是什么？____
（2）该电动机正常工作1h，消耗多少电能？电流通过电动机线圈时产生多少热量？____
（3）在工作过程中，能量是由________能转化为________能．
20．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_______。
21．如图为直流电动机模型．
（1）直流电动机的工作原理是________ ．电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠________ 来实现的．
（2）若要改变电动机的转动方向下列方法中可行的是________
A． 同时改变电流方向和磁场方向
B． 只改变电流方向或只改变磁场方向
C． 使电动机线圈中的电流增大
D． 使磁场增强
（3）下列家用电器中应用了电动机的是 ________
A．洗衣机 B．电饭锅 C．电热水壶 D．电热毯．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．电磁炉是利用磁场感应涡流加热，故A不符合题意；
B．电风扇是通电导线在磁场中受力的作用，电动机原理，故B符合题意；
C．电烙铁是利用电流的热效应，故C不符合题意；
D．电热水器是利用电流的热效应，故D不符合题意。
故选B。
2．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。
3．C
【详解】
A．图中闭合开关后，通电直导线下的小磁针会发生偏转，说明电流周围存在磁场，故A错误；
B．乙图中有电源，开关闭合后，磁场中的通电导体会受到磁场力的作用而运动，电动机是利用这个原理工作的，故B错误；
C．丙图为家庭电路，将拉线开关接在灯和火线之间，当开关断开时，电灯与火线断开，更能保证用电安全，故C正确；
D．丁图中，用毛皮摩擦橡胶棒，由于橡胶棒束缚电子的能力比较强，所以橡胶棒得到电子而带负电，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
A．图中是奥斯特实验，证明了电流周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图中的实验，证明了通过线圈周围存在磁场，故B不符合题意；
C．图中开关闭合时，通过导体在磁场中要受到力的作用而运动，与电磁弹射原理相同，故C符合题意；
D．图中开关闭合，电磁铁产生磁性，由于磁极间的相互作用，小磁针发生偏转，故D不符合题意。
故选C。
5．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。
6．A
【详解】
A．图中有电源，验证通电导体在磁场中受力的实验，利用此装置原理制造了电动机而不是发电机，故A错误，符合题意；
B．图中验证了通电导体周围存在磁场，这是奥斯特的实验，说明了电流的磁效应，故B正确，不符合题意；
C．用测电笔辨别火线、零线时，手指一定要接触测电笔上端的金属帽，不能触碰金属笔尖，故C正确，不符合题意；
D．发现有人触电时，应赶快切断电源或用干燥木棍将电线挑开，不能用手直接拉，防止也触电，故D正确，不符合题意。
故选A。
7．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。
8．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。
9．A
【详解】
由所给电源正负极可知，题干图中电流方向向东，磁场方向是竖直向下的，已知此时导体ab受到磁场力的方向向北；
A．由右手螺旋定则知A图中螺线管上端为N极，下端为S极，通电导体所在位置磁场方向是竖直向上，导体中电流方向向西，根据甲图导体运动方向与磁场方向和电流方向的关系知，导体受到磁场力的方向向北，与甲图中ab的受力方向相同，故A符合题意；
B．由右手螺旋定则知B图中螺线管上端为N极，下端为S极，通电导体所在位置磁场方向是竖直向上，导体中电流方向向东，根据甲图导体运动方向与磁场方向和电流方向的关系知导体受到磁场力的方向向南，与甲图中ab的受力方向相反，故B不符合题意；
CD．由右手螺旋定则知CD 图中螺线管上端为S极，下端为N极，通电导体所在位置磁场方向是竖直向下，导体中电流方向向西，根据甲图导体运动方向与磁场方向和电流方向的关系知导体受到磁场力的方向向南，与甲图中ab的受力方向相反，故CD不符合题意。
故选A。
10．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。
11．B
【详解】
A．地球是一个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近；可自由转动的小磁针，由于受地磁场的影响，静止时，S极总是指向地理的南极方向，故A错误；
B．由图知道，电流从螺线管的左端流入，根据右手螺旋定则可以确定，螺线管的右端为N极，故B正确；
C．由于图中没有电源，此实验说明闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，即电磁感应现象，是发电机的工作原理，故C错误；
D．图中两线圈串联，通过的电流大小相等，说明的是电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数的多少有关，故D错误。
故选B。
12．D
【详解】
通电导体在磁场受力方向与磁场方向和导体中电流方向有关，磁场方向或导体中电流方向改变时，导体受力方向改变，磁场方向和导体中电流方向都改变，导体受力方向不变。
A．图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，ab边与dc边中电流方向相反，磁场方向不变，所以ab边受到磁场的作用力向上，故A不符合题意；
B．线圈由图示位置转过180°时，ab转到右侧，dc转到左侧，线圈中电流沿abcd流过线圈，故B不符合题意；
CD．线圈由图示位置转过 180°时，磁场方向不变，此时dc边电流方向与图示中dc边电流方向相反，所以dc边受到磁场力方向向上， ab边电流方向与图示中ab边电流方向相反，所以ab边受到磁场的作用力向下，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
13．外
【详解】
通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向跟导体中的电流方向和磁场方向有关，当电流方向或磁场方向与原来相反时，力的方向也与原来相反；当电流方向和磁场方向同时改变时，力的方向不变。图乙可知，电子向右运动，所以电流的方向就是向左的，乙图中电流方向与甲图中电流方向相反，磁场方向不变，所以电子的受力情况与甲图中导体受力方向相反，垂直纸面向外。
14． 电流 磁感线 电动机
【详解】
[1][2]通电导线在磁场中受到力的作用，受力的方向与电流方向和磁感线(磁场)方向有关，当只改变电流方向时，通电导线会向相反的方向移动；当只改变磁场方向时，通电导线也会向相反的方向移动。
[3]电动机即通电就能动的机器，即消耗电能产生机械能的装置。
15． 484 0.1 力 电动机
【详解】
（1）[1]白炽灯正常发光时的电阻
[2]正常工作1h消耗的电能
W=Pt=100×10-3kW×1h=0.1kW·h
（2）[3][4]将一磁铁靠近正在发光的白炽灯泡时，由于通电导体在磁场中受到力的作用，所以灯丝会发生抖动，电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用，所以电动机是根据该原理制成的。
16． 3.4 发生 磁场 变快
【详解】
(1)[1]无人机匀速运动过程中受力是平衡的，受到竖直向上的升力和竖直向下的重力，升力等于重力，即
F=G=mg=1.36kg×10N/kg=13.6N
由于无人机有四个旋翼，则一个旋翼产生的升力为
[2]无人机绕过障碍物的过程中，运动的方向发生了改变，其运动状态发生改变。
(2)[3]无人机旋翼主要组成部分有电动机，是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的。
[4]增大线圈中的电流，则磁力变大，旋翼的转速会变快。
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． 通电导体在磁中受到力的作用； 7.2×107J； 1.32×105m； 4.8L
【详解】
解：（1）[1]电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用工作的。
（2）[2]由题意可知，汽车受到的阻力为f=720N，因汽车做匀速直线运动，处于受力平衡状态，故由二力平衡可知，汽车受到的牵引力等于阻力，即
F=f=720N
汽车行驶的距离为
s=100km=1×105m
故由W=Fs可得，牵引力所做的功为
W牵=Fs=720N×1×105m=7.2×107J
（3）[3]由题意可知，蓄电池充满电后，最大电能为
W电=44kW.h=1.584×108J
因电动机的效率为60%，故可知汽车向外输出的最大机械能为
W机=W电×60%=1.584×108J×60%=9.504×107J
因汽车受到的阻力不变，则汽车的牵引力也不变，仍为F=720N，由W=Fs可得，该汽车持续行驶的最大路程为
（4）[4]由题意可知，汽车受到的阻力不变，则汽车匀速行驶100km牵引力所做的功不变，仍为W牵=7.2×107J，因汽油机的效率为30%，则汽油燃烧释放的热量为
由Q=qV可得，消耗的汽油的体积为
答：（1）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用；
（2）该车匀速行驶100 km牵引力做了7.2×107J的功；
（3）该车持续行驶的最大路程为1.32×105m；
（4）汽车匀速行驶100km耗油4.8升。
19． 通电导体在磁场中受到力的作用 5.5kW h 9×105J 电
【详解】
(1)电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用；(2)电动机消耗的电能W＝Pt＝5.5kW×1h＝5.5kW h，∵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)在工作过程中，能量是由电能转化为机械能．
【点睛】
（1）通电导线在磁场中受到磁场力的作用而转动．（2）由W＝Pt求出电动机消耗的电能，由电功率的变形公式求出电动机正常工作时的电流，然后由电功公式求出线圈产生的热量．（3）电动机在工作过程中，主要将电能转化为机械能，但少部分转化为内能．
20． 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。
21． 通电线圈在磁场中受力转动； 换向器； B A
（1）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力能够转动；换向器的作用是：当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈能够持续转动下去．
（2）影响电动机转动方向的因素：电流方向和磁场方向．
（3）电动机是将电能转化为机械能的装置．
【详解】
（1）直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成的，为了使线圈能持续的转动下去，利用换向器来改变线圈中的电流方向，从而改变它两边的受力方向，使线圈连续转动．
（2）A、同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向不变，所以该选项不正确．
B、只改变电流方向或只改变磁场方向，电动机的转动方向改变，所以该选项正确．
C、电动机线圈中的电流的大小与电动机的转动方向无关，所以该选项不正确．
D、磁场的强弱与电动机的转动方向无关，所以该选项不正确．
故选B．
（3）A、洗衣机是将电能转化为机械能．故A符合题意．
B、电饭锅是将电能转化为内能．故B不符合题意．
C、电热水壶是将电能转化为内能．故C不符合题意．
D、电热毯是将电能转为内能．故D不符合题意．
故选A．
故答案为（1）通电线圈在磁场中受力转动；换向器；（2）B；（3）A．
【点睛】
此题主要考查的知识点有两个：一是电动机的工作原理；二是换向器的作用--当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向．
答案第1页，共2页
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