沪科版九年级物理第十七章从指南针到磁浮列车专项攻克试题（无超纲）（有解析）

沪科版九年级物理第十七章从指南针到磁浮列车专项攻克
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、如图所示为家用吸尘器，其核心部件是一个能高速转动的电动机。下列关于吸尘器涉及的物理知识不正确的是（　　）
A．电动机的原理是磁场对电流有力的作用
B．电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是减弱噪声
C．吸尘器工作时，将电能全部转化为机械能
D．“吸尘”的原理是流体压强与流速的关系
2、楼道应急灯在没有停电时，灯不亮；停电时，标有“12V”字样的两盏灯都会正常发光，下列电路正确的是（　　）
A． B．
C． D．
3、关于磁现象，下列说法正确的是（　　）
A．磁体对所有金属都有磁力的作用
B．地磁场的N极在地理北极附近
C．任何磁体周围的磁场强弱和方向都是相同的
D．磁感线客观上并不存在，利用磁感线描述磁场是物理学的一种重要研究方法
4、下列有关磁场和磁感线的说法中，正确的是（　　）
A．磁场和磁感线都是真实存在于磁体周围的
B．磁场的强弱可以用磁感线的疏密程度来表示
C．有磁感线的地方就有磁场，没有磁感线的地方没有磁场
D．磁场的基本性质是可以对放入其中的物体产生力的作用
5、目前， 市区里的老旧小区正在进行水路改造， 改造中用到了冲击钻， 冲击钻工作时， 钻头在电动机的带动下， 不断地冲击墙壁打出圆孔， 如图所示，冲击钻在工作过程中， 关于其能量转化正确的是（　　）
A．内能转化为机械能 B．内能转化为电能
C．只有机械能和电能的转化 D．有电能、机械能和内能的转化
6、如图所示，通电螺线管中的电流方向和形成的磁场N极标注正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7、据物理学史记载，最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是（　　）
A．安培 B．欧姆 C．伏特 D．奥斯特
8、关于磁现象的认识中，下面说法正确的是（　　）
A．磁体能吸引铁、铜、钴等物质
B．同名磁极互相吸引，异名磁极互相排斥
C．地球相当于一个巨大的磁体，地磁场的北极在地理的南极附近
D．磁体之间只有相互接触时才能产生相互作用力
9、下列说法正确的是（ ）
A．内能小的物体可以将热量传给内能大的物体
B．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
C．电动机工作时利用了电磁感应的原理
D．磁感线密集的地方磁场强，磁感线可以相交
10、磁悬浮列车将为交通运输事业开辟一方崭新的天地。下面有关它的说法中不正确的是（　　）
A．通过列车底部和下方轨道间的磁极互相作用，可使列车悬浮
B．为产生极强的磁场使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选用超导材料
C．由于列车在悬浮状态下行驶，因而一定做匀速直线运动
D．列车悬浮行驶时，车体与轨道间无阻力、无震动、运动平稳
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）
1、小明自制了一个带有电磁铁的木船模型（如图所示）将它放入水中漂浮，船头指向东。闭合开关S，电磁铁的A端为______极；电磁铁由于受到地磁场的作用，船头会指向______（填“南方”或“北方”）。
2、如图所示的实验最早是_________（填物理学家）完成的，为了使实验现象明显，导线应________（选填“东西”或“南北”或“任意方向”）放置，实验结论是通电导线周围存在________，如果移走小磁针，导体周围________（选填“存在”或“不存在”）磁场。利用此实验的结论制造出了________（选填“电磁铁”、“电动机”或“发电机”）。
3、根据水的导电性可以设计一种水位自动报警器，其原理如图所示。图中的螺线管中插入了一根软铁棒，通电后磁性会更________（选填“强”或“弱”）；当水位到达金属块A时，________（选填“红”或“绿”）灯亮。
4、如图是小敏探究通电螺线管外部的磁场分布的实验装置（小磁针黑端为N极）。
（1）闭合开关，小磁针将___________（选填“顺时针”或“逆时针”）转动；
（2）在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针后，小敏发现通电螺线管外部的磁场与________磁体的磁场相似。
（3）若小敏想增强通电螺线管的磁场，可以采取的措施是_________。（只填一种，合理即可）
5、1820年丹麦物理学家_________发现了通电导体周围存在磁场。利用通电导体在磁场中受到力的作用原理制成了_________（选填“电磁铁”或“电动机”）。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、某展览厅为保护展品，在屋顶采用光敏材料设计了调光天窗，当外界光照较强时，启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，自动启动节能灯泡予以补光。调光天窗的电路原理如图所示，控制电路电源电压U1=12V，工作电路电源电压U2=220V，R2为定值电阻，P为电磁铁，其线圈电阻约10Ω，当电流达到60mA时刚好能吸合衔铁，使电动卷帘工作。R1为光敏电阻，其阻值与光照强度之间的关系如下表所示。
光照强度E/cd 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
光敏电阻R1/Ω 120 90 70 58 48 40
(1)工作电路中的L代表安装在展厅内的20盏“220V 10W”的节能灯，这些灯同时正常发光4小时，耗电多少千瓦时
(2)当外界光照强度达到1.0cd时，电动卷帘便开始工作，R2的阻值是多少
(3)当电阻R2消耗的电功率为0.7W时，外界光照强度是多少
(4)为了节能，需要在光照强度更弱时才能启动节能灯照明，请结合公式说明如何更换电阻R2
2、如图所示，是某科技活动小组的同学们设计的恒温箱内部电路结构示意图．她包括了工作电路和控制电路两部分，用于获得高于室温、控制在一定范围内的恒温．其中，为滑动变阻器，R为可变电阻，电磁铁整个线圈的电阻，加热器的电阻．当控制电路的电流时，电磁继电器的衔铁被吸引；当控制电路的电流时，电磁继电器的衔铁被弹簧拉起，则：
（1）当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的电流为多少？
（2）如果当滑动变阻器的电阻时，可变电阻时，衔铁恰好被拉起，控制电路的电源电压是多少？那么，当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器与可变电阻之和的最小电阻的阻值是多少？
3、近年来，智能机器人进入百姓家，如图所示是质量为4kg的扫地机器人某次工作时的情景，在4s内沿水平直线运动了2m，此过程机器人所提供的牵引力为50N，g取10N/kg．求：
（1）为智能机器人提供牵引力的是电动机，电动机的原理是_____；
（2）若机器人静止充电时和地面的接触面积为2cm2，则它对地面的压强为多少_______？
（3）上述工作过程中牵引力的功率为多少_______？
4、小明设计的一个温控电加热装置，原理如图所示，电压U1=6V，Rt为热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大．电磁铁线圈电阻不计，当导线中的电流大于或等于10mA时，衔铁吸下与下触点A接触；当电流小于10mA时，衔铁松开与B触点接触，U2=220V，R1=48.4Ω．
（1）衔铁刚被吸下时，求Rt的阻值．
（2）求该电加热器处于加热挡时的电功率．
（3）若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%，求R2的阻值．
5、某直流电动机的铭牌上标有“220V 6.6kW”，电动机线圈的电阻为0.5Ω．
（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J电能？电动机线圈产生多少热量？
（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．
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、小辉利用如图甲所示的装置进行电磁学实验。
①在图甲所示的实验中，闭合开关前，可观察到磁场中的金属棒ab静止在水平导轨上。
②闭合开关后，可观察到磁场中的金属棒ab在水平导轨上向左运动。
③若只对调电源正负极接线，再闭合开关，可以观察到磁场中金属棒ab会在水平轨道上向右运动。
④若只把蹄形磁体上下磁极调换一下，再闭合开关，可以观察到磁场中金属棒ab会在水平轨道上向右运动。
（1）通过比较①②可得：______对通电导体有力的作用。
（2）通过比较②③可得：通电导体在磁场中受力的方向与______有关。
（3）通过比较②④可得，通电导体在磁场中受力的方向与______有关。
（4）小辉在课下制作了如图乙所示的“神奇转框”，金属框的上部中央位置与电池正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧，于是金属框就可以绕电池转动起来，金属框在转动的过程中是将电能转化为______能，请你判断制作柱形物的材料应具有较好的______性和磁性。
2、在“探究通电螺线管外部磁场特点”的实验中，请完成如下的填空：
（1）通电螺线管两端的小磁针的偏转情况如图甲所示，其他条件不变，只改变螺线管中的电流方向，通电螺线管两端的小磁针的偏转情况如图乙所示。由以上实验可知：通电螺线管磁极方向与螺线管中的______有关；
（2）通电螺线管周围的铁屑分布如图所示，观察铁屑的排列情况可知通电螺线管外部磁场跟______磁体的磁场相似。
3、在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。
(1)通电后小磁针静止时分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与______的磁场相似。
(2)小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，南北极发生了对调，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中______方向有关。
(3)小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了______，来探究通电螺线管磁场强弱与______的关系。
(4)实验中通过电磁铁吸引大头针数目的多少来判定其磁性强弱，这种实验方法称为______。
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
A．电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故A正确，不符合题意；
B．电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是用海绵吸音在传播过程中减弱噪声，故B正确，不符合题意；
C．吸尘器工作时，主要将电能转化为机械能，由于电流具有热效应，还会将部分电能转化为内能，故C错误，符合题意；
D．“吸尘”的原理是通过改变吸尘器里面气体的流速，减小吸尘器内部的气体压强，通过大气压强把灰尘压入吸尘器，故D正确，不符合题意。
故选C。
2、D
【详解】
A．由图知，没有停电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，两盏灯都不接入电路中，灯不发光，停电时，电磁铁不具有磁性，衔铁在弹簧的作用下向上运动，使两个灯泡接入电路中，都发光，由于这两盏灯是串联的，每盏灯两端的电压都小于额定电压，故两盏灯都不能正常发光，故A错误；
B．由图知，没有停电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使下面的一只灯泡发光；停电时，衔铁向上运动，只有上面的灯泡会发光，故B错误；
C．由图知，没有停电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，下面的两只灯泡都发光，而停电时，衔铁被弹簧拉起，则两只灯泡都不发光，故C错误；
D．由图知，没有停电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，上面的两只灯泡都不发光（即熄灭）；停电时，衔铁被弹簧拉起，上面两只并联的灯泡可以在12V的电压下正常发光，故D正确。
故选D。
3、D
【详解】
A．磁体对铁磁性（如铁、镍、钴等）的金属具有磁力作用，对抗磁性金属（如铜、金、银等）没有磁力作用。故A错误；
B．地磁N极在地理南极附近，故B错误；
C．如条形磁铁和马蹄形磁体周围磁场的分布不相同，靠近磁极的磁场强度大，方向与在磁场中的位置有关，不一定相同，故C错误；
D．磁感线客观上并不存在，利用磁感线描述磁场是物理学的模型法。故D正确。
故选D。
4、B
【详解】
A．磁场是客观存在的物质，而磁感线不是磁场中真实存在的曲线，而是人为画出的，它可以形象地描述磁场，故A错误；
B．磁场的强弱可以用磁感线的疏密程度来表示，磁感线越密集的地方的磁场越强，故B正确；
C．磁体周围存在磁场，与磁感线的有无无关，故C错误；
D．磁场的基本性质是可以对放入其中的磁体能产生力的作用，故D错误。
故选B。
5、D
【详解】
当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化，故ABC错误；D正确。
故选D。
6、B
【详解】
A．根据安培定则，四指的方向方向为电流的方向，大拇指的方向为N极的指向，如图右端为N极，故A错误；
B．根据安培定则，四指的方向方向为电流的方向，大拇指的方向为N极的指向，如图左端为N极，故B正确；
C．根据安培定则，四指的方向方向为电流的方向，大拇指的方向为N极的指向，如图左端为N极，故C错误；
D．在电源外部，电流从电源的正极出发，经用电器、开关等回到负极，所以图中电流方向标注错误，故D错误。
故选B。
7、D
【详解】
A．安培是法国物理学家、化学家和数学家，他的主要成就是发现安培定则和电流的相互作用规律，发明电流计等，故A不符合题意；
B．欧姆是德国物理学家，1826年，欧姆发现了电学上的一个重要定律，即欧姆定律，这是他最大的贡献，故B不符合题意；
C．伏特是意大利物理学家，因在1800年发明伏打电堆而著名，故C不符合题意；
D．奥斯特是丹麦物理学家、化学家和文学家，在物理学领域，他首先发现通电导线周围存在磁场，故D符合题意。
故选D。
8、C
【详解】
A．磁体具有吸引铁、钴、镍的性质，这种性质称为磁性，故A错误；
B．磁体间的作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故B错误；
C．地球本身相当于一个巨大的磁铁，地磁场的南极在地理的北极附近，地磁场的北极在地理的南极附近，故C正确；
D．磁体之间的相互作用通过其周围的磁场来实现，故磁体没有接触，也会产生力的作用，故D错误。
故选C。
9、A
【详解】
A．热传递的方向是热量从温度高的物体向温度低的物体传递，如果内能小的物体温度高，则内能小的物体可以将热量传给内能大的物体，故A正确；
B．无论用什么燃料，热机都不可能将燃料释放的热量全部转化为有用功，热机效率不可能达到100%，故B错误；
C．电动机工作时利用了通电导体在磁场中受力的作用的原理，发电机工作时利用了电磁感应原理，故C错误；
D．磁感线密集的地方磁场强，因为磁场中同一位置磁场方向是唯一的，故磁感线不可能相交，故D错误。
故选A。
10、C
【详解】
A．列车悬浮行驶，是因为列车底部与下方轨道间的磁极有相互作用力，而这个作用力与列车的重力相等时，便可悬浮了，故A正确，不符合题意；
B．磁悬浮列车是利用电流的磁效应工作的，而利用超导材料作为电磁铁的线圈，可避免电流的热效应，可减少电能的不必要的损耗，故B正确，不符合题意；
C．列车处于悬浮状态，是因为在竖直方向所受的重力和磁力是平衡力，但水平方向上受力不一定平衡，则列车不一定做匀速直线运动，故C错误，符合题意；
D．列车行驶时，悬浮在空中，与轨道不接触，所以与轨道间无阻力，且可无震动、平稳的行驶，故D正确，不符合题意。
故选C。
二、填空题
1、S/南 北方
【详解】
[1]闭合开关S，根据线圈中的电流方向结合安培定则，电磁铁的B端为N极，A端为S极。
[2]因地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地球北极附近，因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故船头指向北方。
2、奥斯特 南北 磁场 存在 电磁铁
【详解】
[1]如图所示的实验最早是奥斯特发现的，当导线中通过电流时，它下方的磁针发生了偏转，证实了电流周围存在着磁场。
[2]导线应该与磁针平行，而磁针静止时指的是南北方向，为避免地磁场对实验的影响，故导线也应该是南北方向。
[3]实验结论是通电导线周围存在磁场，让磁针发生偏转。
[4]不论有没有小磁针，通电导线周围都存在磁场。
[5]有电流时有磁性，没有电流时就失去了磁性，我们把这种磁体称为电磁铁，故利用此实验的结论可以制造出了电磁铁。
3、强 红
【详解】
[1]螺线管中插入软铁棒，通电时螺线管的磁场会将软铁棒磁化成磁铁，故磁性会更强。
[2]如图，当水位到达金属块A时，控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下运动，动触点和下面的静触点接触，红灯亮。
4、逆时针 条形 增加线圈匝数
【详解】
[1]由图可知电流由螺线管右上方方流入，用右手握住螺线管，四指沿电流方向，则大拇指向左，故螺线管左端为N极，右端是S极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的S极将转向左侧，N极将转向右侧，即小磁针将逆时针转动。
[2]在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针后，会发现这些小磁针的分布与条形磁体周围小磁针的分布类似，所以通电螺线管外部的磁场与条形磁体相似。
[3]影响通电螺线管磁性的因素：电流的大小、线圈匝数的多少、有无铁芯。电流越大、线圈匝数越多、有铁芯，磁性越强。所以小敏可以通过增加线圈匝数来增强通电螺线管的磁场。
5、奥斯特 电动机
【详解】
[1]1820年丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，称为电流的磁效应。
[2]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
三、计算题
1、 (1)0.8kW·h；(2)70Ω；(3)3.5cd；(4)换用阻值更小的电阻替换R2
【详解】
(1)20盏灯的总功率为
P=20P1=20×10W=200W=0.2kW
同时工作4 h消耗的电能
W=Pt=0.2kW×4h=0.8kW·h
(2)当E=1cd时，由表格数据可知，光敏电阻R1=120Ω，电路电流达到吸合电流60mA合0.06A时，电动卷帘刚好工作，控制电路的总电阻
则
R2=R总－R1－RP=200Ω－120Ω－10Ω=70Ω
(3)当R2的功率P2=0.7W时，由可求电路中的电流
电路的总电阻
此时光敏电阻R1的阻值
R1'=R总'－R2－RP=120Ω－70Ω－10Ω=40Ω
由表可知此时光照强度为3.5cd。
(4)根据可知，当吸合电流I、电压U1不变时，电路总电阻R总不变。由表格数据可知，光照强度E减小时，R1的阻值变大，由于
R总=R1+R2+RP
所以若使R总不变，则应换用阻值更小的电阻替换R2。
答：(1)这些灯同时正常发光4小时，耗电0.8kW·h。
(2)当外界光照强度达到1.0cd时，电动卷帘便开始工作，R2的阻值是70Ω。
(3)当电阻R2消耗的电功率为0.7W时，外界光照强度是3.5cd。
(4)应换用阻值更小的电阻替换R2。
2、 (1) 0.45A；(2)18V；430Ω．
【详解】
(1)当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的电流为：
I=≈0.45A；
(2)当控制电路的电流I小=0.036A时，衔铁恰好被拉起，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，控制电路的电源电压：
U=I小（R线+R′+R）=0.036A×（20Ω+300Ω+180Ω）=18V；
当控制电路的电流I大=0.04A时，衔铁恰好被吸引，此时电路中的总电阻：
R总==450Ω，
滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值：
R滑=R总-R线=450Ω-20Ω=430Ω．
答：(1)当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的电流为0.45A；
(2)控制电路的电源电压18V，当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是430Ω．
【点睛】
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，明白电路的特点和控制电路的工作电流是关键．
3、通电导线在磁场中受力的作用 2×105Pa 25W
【分析】
（1）通电导线在磁场中受力运动，即电能转化为机械能，电动机就是利用该原理制成的．
（2）机器人静止在水平地面上时对地面的压力和自身的重力相等，根据求出它对地面的压力；又知道机器人与地面的接触面积即受力面积，根据求出它对地面的压强；
（3）知道牵引力和移动的距离，利用求得此过程中牵引力所做的功，再利用求出牵引力的功率．
【详解】
（1）电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的．
（2）机器人静止充电时，对地面的压力：
；
根据得，机器人对地面的压强：
；
（3）此过程中牵引力做的功：
；
根据和，牵引力的功率：
．
4、（1）600Ω（2）1000W（3）435.6Ω
【解析】
【详解】
(1)根据I=知，
衔铁刚被吸下时,Rt的阻值：Rt===600Ω；
(2)要想让加热器有两个档位，需要使电路的电阻不同，需要将一个电阻短路，电路如下图所示：
(3)由上图知,当环境温度低时,热敏电阻的电阻减小,电路的电流增大,电磁铁的磁性增强,衔铁被吸下时,衔铁与A接触,电阻R1被接入电路，电阻较小，处于加热状态，
加热功率为：P加热===1000W；
(4)当环境温度高时,热敏电阻的电阻增大,电路的电流减小,电磁铁的磁性减弱,衔铁被弹起时,衔铁与B接触,两电阻串联,处于保温状态,此时的功率是加热时功率的10%,即P保温=10%P加热=10%×1000W=100W，
此时电路的总电阻为：R===484Ω，
R2的阻值：R2=R R1=484Ω 48.4Ω=435.6Ω。
5、（1）通电导体在磁场中受到力的作用；
（2）2.376×107J；1.62×106J；
（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，使电动机的温度升高，从而产生焦糊的味道．
【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=6.6kW×1h=6.6kW h=6.6×3.6×106J=2.376×107J，
根据P=UI可知电动机正常工作时的电流：，
线圈产生的热量Q=I2Rt=（30A）2×0.5Ω×3600s=1.62×106J；
（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，使电动机的温度升高，从而产生焦糊的味道．
【点睛】
解决本题的关键知道电动机是非纯电阻电路，线圈产生的热量小于电动机正常工作时消耗的总电能．
四、实验探究
1、磁场 电流方向 磁场方向 机械 导电
【详解】
（1）[1]比较①②，当闭合开关后，可以观察到磁场中的金属棒ab在导轨上向左运动，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]图中通电导体ab在磁场的作用下，在水平导轨上向左运动；只对调电源正负极接线，则导体中电流方向改变，金属棒ab由向左运动变为向右运动，这说明通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关。
（3）[3]图中通电导体ab在磁场的作用下，在水平导轨上向左运动；只把蹄形磁体上下磁极调换一下，则磁场方向改变，金属棒ab由向左运动变为向右运动，这说明通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关。
（4）[4]金属线框绕电池转动过程中消耗电能，使线框转动，将电能转化为机械能。
[5]据题意可知，要使线框转动，即必须有电流，且有磁场，所以对于柱形体来说，必须同时具有有较好的磁性和导电性，即柱形体必须是磁体，且是导体。
2、电流的方向 条形
【详解】
（1）[1]其他条件不变，只改变螺线管中的电流方向，通电螺线管两端的小磁针的偏转方向发生了偏转，通电螺线管磁极方向发生了变化，故通电螺线管磁极方向与螺线管中的电流的方向有关。
（2）[2]如图所示，该磁感线的分布情况与条形磁铁的相似，都是两极磁感线比较密集，中间的磁感线比较稀疏。
3、条形磁体 电流 控制两次实验的电流大小不变 线圈匝数 转换法
【详解】
(1)[1]通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，则可知通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体相似。
(2)[2]如果改变螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，其南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。
(3)[3][4]实验中，他将开关S从a换到b时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了控制两次实验的电流大小不变，应调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的大头针数目，这样才能探究出通电螺线管磁性强弱与线圈匝数的关系。
(4)[5]实验中通过电磁铁吸引大头针数目的多少来判定其磁性强弱，运用的是转换法。