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．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
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．生活中有很多利用物理学原理制成的设备，下列说法中正确的是（　　）
A．扬声器是利用电磁感应原理制成的
B．电熨斗是利用电流的热效应原理制成的
C．电动机是利用电流的磁效应工作的
D．柴油机和汽油机的差别只是使用的燃油种类不同
4．有关如图所示模型的说法正确的是（　　）
A．这是直流发电机模型
B．模型中线圈转动方向只跟线圈中电流方向有关
C．动圈式扬声器和此模型的工作原理相同
D．此模型的工作原理是通电导体周围存在磁场
5．下列4个实验所揭示的原理能直接推动发电机发明的是（　　）
A． B． C． D．
6．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．
7．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
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．导线框
转动的动力来源
A．只有线框A侧受到磁场对电流的作用
B．只有线框B侧受到磁场对电流的作用
C．线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用
D．线框A侧、B侧都不受到磁场对电流的作用，是受到的其它外力
9．下列所示的实验装置中，说法不正确的是（　　）
A．利用该原理可制成电动机
B．因为地磁场的作用，静止时勺柄指向南
C．导体AB上下运动时，电流表指针会偏转
D．无论线圈顺时针或逆时针转动，灯泡都能发光
10．甲、乙两图中的矩形线圈摆放情况如图所示，甲图中线圈与磁场平行，乙图中线圈与磁场垂直，现在给它们通以相同的电流，甲图中导线ab的受力情况如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．甲图中导线ab和cd受力方向相反，线圈能转动
B．乙图中导线ab和cd受力方向相反，线圈能转动
C．甲图中导线ab和cd受力方向相同，线圈能转动
D．甲乙图中导线ab受到的力的方向不同
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
二、填空题
13．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。
14．扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，如图所示是扬声器构造示意图．当线圈中通过变化电流时，线圈受到 ________ 力作用，从而带动与线圈相连的纸盆振动产生了声音，小马将扬声器反接到复读机上，扬声器也能变成话筒，此时扬声器根据 ________ 原理将声信号转成电信号．
15．电动机在现代生产、生活中有广泛的应用。
（1）如图所示是电动机原理图，将通电线圈abcd置于磁场中，线圈的ab、cd边受到______，使线圈转动起来；
（2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，只要按下倒车开关就能改变线圈中______来实现倒车。
16．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。
三、综合题
17．小馨同学要研究通电导体在磁场中受力(安培力)的问题：
(1)磁体周围存在磁场，磁场的强弱叫磁感应强度，用B来表示。通电导体在磁场中要受到力的作用，将一段长为L、通电电流为I的通电导线垂直放入磁感应强度为B的磁场中时，受力F=BIL。这说明导体中电流越______，导体在磁场中受力越大。
(2)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，自由电荷定向移动的平均速度为V，则t时间内通过导体横截面积A的总电荷数N=nVtS，每个自由电荷的电量为q，则t时间内通过导体横截面积A的总电荷量Q=______；导体内电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积的电荷量，即I=，则通过上述导体的电流为I==______；若这段通电导线长为L，将其垂直放入磁感应强度为B的磁场中，受到的力F=______。
18．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）
19．实验是学生学好物理的重要手段，也是中学生必备的基本技能之一。请结合使用过的物理仪器解答以下问题：
(1)如图甲所示，是灵敏电流计内部结构示意图，它的工作原理是利用通电导体在 ______ 中会受到力的作用，使指针发生偏转。此时如果改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向 ______ （选填“会”或“不会”）发生改变；
(2)将天平放在水平台上，并将归零后，小聪发现指针如图乙所示，此时他应该 ______ ，使天平横梁水平平衡；在用调节好的托盘天平称量空烧杯的质量时，往右盘中加入最小的砝码后，发现指针在分度盘上的位置如图乙所示，接下来的操作应该是 ______ ；
(3)小聪家一周前、后电能表的示数如图丙所示，他家这周消耗了 ______ kW h的电能；
(4)如图丁所示，该电阻箱的示数为 ______ Ω。
20．运用知识解决问题：
(1)当带有声信息的变化的电流通过线圈时，线圈会在磁场中受到______的作用而运动，带动锥形纸盆______，扬声器就发出了声音；
(2)请你根据小磁针的指向标出螺线管中电流方向和磁感线的方向______。
21．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？( )
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【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．
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．B
【详解】
A．扬声器的原理与电动机相同，是利用磁场对电流的作用工作的，故A错误；
B．电熨斗是利用导体中通过电流时产生热量的原理制成的，故B正确；
C．电动机是利用通电线圈在磁场中受力从而产生转动的原理工作的，故C错误；
D．柴油机和汽油机的差别是使用的燃油种类不同、构造略有不同 、吸入的气体也不同，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】
A．如图，线圈通以直流电，在磁场中转动，所以这是直流电动机模型，故A错误；
B．模型中线圈转动方向跟线圈中电流方向以及磁场方向有关，故B错误；
C．动圈式扬声器的线圈中通以音频电流使线圈在磁场中振动，和此模型的工作原理相同，故C正确；
D．此模型的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，是电磁感应现象，根据电磁感应制成了发电机．
A、图A，通电后通电导体在磁场中受到力的作用而运动，是磁场对电流的作用实验，是电动机的原理，故A不符合题意；
B、图B闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，这是电磁感应现象，据此可以制成发电机，故B符合题意；
C、图C是奥斯特实验，通电后小磁针偏转，说明了通电导线周围存在磁场，故C不符合题意；
D、图D是研究电磁铁的磁性强弱与电流大小关系的实验，故D不符合题意．
故选B．
【点睛】
注意分清楚研究电磁感应和磁场对通电导线作用力的两个实验，两个实验从图看很相似，容易混淆，区分的方法是，有电源的是研究磁场对通电导线作用力的实验，有灵敏电流计的是研究电磁感应的实验．
6．C
【详解】
由图可知，当磁感线方向向左时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的；
A．磁感线方向向右时，导线中的电流方向垂直于纸面向外，导体的受力方向是向上的；故A错误；
B．磁感线方向向左时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的；故B错误；
C．磁感线方向向右时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向下的；故C正确；
D．磁感线方向向左时，导线中的电流方向垂直于纸面向外，导体的受力方向是向下的；故D错误。
故选C。
7．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。
8．B
【详解】
根据题意知道，磁铁产生的磁场方向垂直于纸面，由于线框B侧与电源正负极相连，所以B侧有电流，而A测由于没与负极连接而没有电流；由左手定则知道，只有线框B侧受到磁场对电流的作用，故只有B正确．
9．C
【详解】
A．图中有电源，是演示磁场对电流作用的实验装置，是电动机的原理，故A正确不符合题意；
B．司南静止时总指南北是因为受到地磁场的作用，且司南静止时勺柄是S极，即勺柄指向的是地球的南极，故B正确不符合题意；
C．图中，闭合开关，当导体AB在磁场中沿竖直方向上下运动时，没有切割磁感线，所以不会产生感应电流，故C错误符合题意；
D．图中无论线圈顺时针或逆时针转动线圈都会切割磁感线，产生感应电流，灯泡都能发光，故D正确不符合题意。
故选C。
10．A
【详解】
AC．根据图示结合可知，甲中线圈ab边和cd边电流方向相反，所处磁场方向相同，则ab边和cd边受力方向相反，并且不在同一条直线上，又因为电流大小相同，所以受力大小也是相等的，故这两个力不是一对平衡力，所以线圈转动，故A正确，C错误；
B．乙中线圈处于平衡位置，线圈中上、下两条边受到的磁场力的方向相反，大小相等，且作用在一条直线上，是一对平衡力，故不会转动，故B错误；
D．甲乙两图中ab边的电流方向相同，并且处于相同方向的磁场中，因此受力方向相同，故D错误。
故选A。
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．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
13． 力的作用 电流方向
【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。
14． 磁场 电磁感应
【详解】
如图，扬声器中的线圈中通过变化电流时，线圈会受到永久磁铁的磁场力的作用，而带动与线圈相连的纸盆振动，将电信号转化成声信号，因此与电动机的原理一致．将扬声器反接到复读机上，扬声器也能变成话筒，把声信号转为电信号，由机械能转化为电能，是电磁感应原理．
【点睛】
解答本题要对扬声器的工作过程有清楚的了解．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．
15． 力的作用 电流的方向
【详解】
（1）[1]一方面，磁场对通电线圈有力的作用；另一方面，线圈转动了起来，运动状态发生的了改变，说明线圈受到了力的作用。
（2）[2]通电线圈在磁场中受到力的作用，受到的力的方向与电流方向和磁场方向有关，当电流方向或者磁场方向变得相反时，线圈受到的力的方向也变得相反。但如果同时改变电流方向和磁场方向，则线圈受到的力的方向则不变。按下倒车开关，改变了线圈中的电流方向，使线圈受力的方向发生改变，从而实现倒车。
16． 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。
17． 大 nVtSq nVSq BnVSqL
【详解】
(1)[1]根据受力公式F=BIL可知，受力大小与磁感应强度、通电电流、通电导线长度成正比，这说明导体中电流越大，导体在磁场中受力越大。
(2)[2][3][4]根据定义，t时间内通过导体横截面积A的总电荷量即
Q=Nq=nVtSq
根据I=，则通过上述导体的电流为
I=
若这段通电导线长为L，将其垂直放入磁感应强度为B的磁场中，将I=nVSq代入F=BIL得
F=BIL=BnVSqL
18． 电源 电能 化学 二次 B 见解析 300 kW·h 23.5
【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
19． 磁场 会 向左调节平衡螺母 取下最小的砝码，再移动游码，使横梁再次平衡 22 2547
该题是综合题，涉及通电导体在磁场中受到力的作用、天平的使用、电能表的读数、电阻箱的读数等知识，考查范围广，学生应从日常学习中会记忆一些基本知识。
【详解】
(1)[1]通电导体在磁场中受到力的作用，灵敏电流计就是利用这一原理工作的；当电流通过线圈时，线圈受到磁场力的作用，带动指针发生偏转。
[2]通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向都有关，如果保持磁场方向不变，改变电流方向，线圈受力方向发生变化，指针的偏转方向也会改变。
(2)[3]将天平放在水平台上，并将游码归零后，指针右偏，此时他应该向左调节平衡螺母，使天平横梁水平平衡。
[4]节好的托盘天平称量空烧杯的质量时，往右盘中加入最小的砝码后，发现指针在分度盘上的位置如图乙所示，说明右盘中砝码的质量偏大，则此时应该取下最小的砝码，再移动游码，使横梁再次平衡。
(3)[5]上周日12:00电能表的读数是1266.5kW h，本周日12:00电能表的读数是1288.5kW h，
则这周消耗的电能
W=1288.5kW h-1266.5kW h=22kW h
(4)[6]由图知，×1000的位置对应的数是2，×100的位置对应的数是5，×10的位置对应的数是4，×1的位置对应的数是7，所以电阻箱的示数是2547Ω。
20． 力 振动
【详解】
(1)[1][2]由左图知，当带有声信息的变化电流通过线圈时，在磁场中的线圈受到力的作用而运动，从而带动锥形纸盆振动，于是扬声器就发出声音了。
(2)[3]由右图知，小磁针的N极在右边，即螺线管的右端为S极，左端为N极，那么磁感线是由N极出来回到S极，再根据安培定则，可知电流方向，所以作图如下：
21． 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。
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