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（含答案）

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．用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导体ab向右运动；把电源正负极对调后接入电路，发现导体ab向左运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力（　　）
A．方向与电流方向有关 B．方向与磁感线方向有关
C．大小与电流大小有关 D．大小与磁场强弱有关
2．以下物理规律是由丹麦物理学家奥斯特首先发现的是（　　）
A．运动物体不受力可以保持匀速直线运动状态
B．浸在液体中物体受到的浮力等于它排开液体受到的重力
C．通电导体周围存在着磁场
D．通电导体在磁场中会受到力的作用
3．图所示为一些与电和磁有关的事例，下列认识中正确的是（　　）
A．图甲中，磁体能够吸引铜、铁、铝等所有金属
B．图乙中，司南的长柄指南是地磁场的作用
C．图丙中，闭合开关导体ab运动时，机械能转化为电能
D．图丁中，电磁铁是利用电磁感应的原理制成的
4．如图所示的装置中，当闭合开关，导体ab就会运动起来，下列说法正确的是（　　）
A．此现象说明磁可以生电
B．发电机是利用图示装置原理来工作的
C．将电源正负极对调，导体ab的运动方向不变
D．只调换蹄形磁铁两极，导体ab的运动方向将改变
5．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
6．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
7．下列说法中正确的是（　　）
A．磁感线是磁场中真实存在的曲线，其上某一点的切线方向与该点的磁场方向相同
B．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系
C．地球是一个巨大的天然磁体，地磁北极在地理北极附近
D．发现电流周围存在磁场的物理学家是安培
8．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
9．如图所示有关电和磁的现象，说法正确的是（　　）
A．丝绸摩擦玻璃棒，丝绸带负电是由于丝绸束缚电子的能力比较弱
B．乙图中的测电笔在辨别火线、零线时，不能接触笔上的任何金属体
C．丙图中的小磁针在地磁场作用下静止时，小磁针的南极指向地磁场的北极
D．丁图中的规律可以用来制作动圈式扬声器
10．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
11．关于图所示电与磁相关知识四幅图的分析，其中错误的是（　　）
A．图a说明磁场对电流有作用力
B．图b装置原理可以制造电动机
C．图c探究电流的磁效应，是电磁起重机的原理
D．图d说明通电导线周围有磁场
12．矩形铜线框在某磁场中的位置如左图所示，电流I1从O点流入线圈，从P点流出，流出的电流为I2，AB段受到的磁场力方向向上，则（　　）
A．电流I1大于I2
B．CD段受到的磁场力方向向下
C．让线圈转180 到右图位置，AB段受到的磁场力方向向下
D．让线圈转180 到右图位置，CD段受到的磁场力方向向上
二、填空题
13．如图所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明了通电导体在磁场中受到___的作用，若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab将向___运动（选填“左”或“右”）。
14．如图所示，粗糙的金属支架竖直固定在木板上，并跟电源、开关连接。用手拿着铝棒AB放在金属支架右侧，跟支架紧密接触，整个装置处于竖直向下的磁场中。闭合开关，放手后铝棒AB正好向下匀速运动，此时AB受到的磁场力向_________（选填“左”或右”），你判断的依据是____________。
15．科技馆内有一个“静电球”，当人触摸“静电球”时，头发丝便会一根根竖起，形成“怒发冲冠”的景象，如图所示，这是由于头发丝带______电荷而互相排斥的结果。我国研制的航母将采用自行研制的电磁弹射器，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，舰载机受到强大的推力而快速起飞。那么，电磁弹射器的工作原理是______。
16．如图甲是研究通电导体在磁场中受力情况的实验示意图,将开关闭合之后,铜棒能在磁场中向左运动。由此请你猜想：在图乙中,如果一个电子沿虚线方向快速进入磁场,则它在磁场中______ （选填“向纸外偏转”“向纸内偏转”或“继续沿直线运动”）。
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．下面是课本中的几幅图：
（1）甲图是动圈式扬声器它的原理与___________（电动机/发电机）相同。
（2）乙图人的前臂在举起杠铃时___________（省力/费力/等臂）杠杆。
（3）丙图两个铅块磨光后，压在一起就会粘住，这个现象说明___________。
（4）丁图人工心脏泵工作时，当电流从线圈A端流入，血液___________（流入/流出）泵室；若线圈中的电流大小增大，则心脏泵每分钟“跳动”的次数___________（增大/减小/不变）。
19．如图甲是小名同学安装好的直流电动机模型：
（1）请写出图中A部件的名称：________．
（2）在安装该模型时要按照由下而上，________（“由外而内”或“由内而外”）的顺序安装．
（3）为了使组装的电动机模型能够正常运转，小名在安装时还应注意以下几点，其中错误的是___________
A． 要尽量减小轴与轴架之间的摩擦 B． 电刷与换向器的接触松紧要适当
C． 不要使各元件因安装不当而产生形变 D． 每一只固定螺钉均不能拧紧
（4）小名把安装好的电动机．变阻器．电源和开关串联起来进行实验，如图乙所示
①请用笔画线代替导线完成图中实验器材的连接_____．（要求滑片向右移，电动机转速变慢）
②合上开关接通电路，观察线圈转动，把电源两极对调一下，观察到线圈的什么发生了改变_____？
③若开关闭合，线圈不转，用手轻轻一拔，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因是什么______？
（5）电动机在许多家用电器中应用十分广泛，请你举出一种装有电动机的家用电器的名称________ ．
20．运用知识解决问题：
（1）如图1所示的实验装置图中，属于研究电动机原理的是________ ，这个过程中_________能转化为________ ，电动机在生活中的应用实例有________ ________ ．
（2）如图2是继电器利用低电压来间接控制高电压电路的一个装置电路．当低压电路的开关S闭合时，电磁铁具有________ ，衔铁被________ ________ ，使高压工作电路中有电流通过，电动机工作．
（3）如图3的电路盒面板上有两个灯L1、L2 ， 两个开关S1、S2 ， 一个电压表，一个电流表．在不打开盒子的情况下，为探究盒内电路结构，进行了如下实验：
只闭合开关 S1 S2 S1、S2
L1 不亮 亮 不亮
L2 不亮 亮 亮
电流表示数 无示数 有示数0.2A 有示数0.3A
电压表示数 无示数 有示数1.6V 有示数2.8V
请根据实验情况在方框内画出盒内电路的电路图．
21．创造与探究
科学家安培发现，两根平行导线通电后有如图1所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）．
（1）可见，平行通电导线之间有力的作用．而且，当通入的电流方向相反时，导线相互_____；
（2）安培发现平行通电导线之间相互作用力F的大小与两根导线中的电流，I1、I2，导线的长度l，导线之间的距离r有关，有关实验数据如下：
实验次数 l/m I1/A I2/A r/m F/N
1 1 0.2 0.2 0.1 1.0×10﹣7
2 1 0.5 0.2 0.1 2.5×10﹣7
3 1.5 0.2 0.2 0.1 1.5×10﹣7
4 1.5 0.2 0.2 0.3 0.5×10﹣7
5 1.5 0.4 0.1 0.2
①请将表格填写完整
②两平行导线间的相互作用力F的表达式为F=k_____（其中k为常数），k=_____（填数值和单位）．
③对于长度一定的两根平行导线，如果保持通入电流，I1、I2大小不变，导体所受到的力F与导线间距离r之间的关系可以用图2所示图象中的图线_____来表示．
④如果导线的长度为0.8m，导线之间的距离为0.4m，一根导线电流为0.5A，导线所受到的力为5×10﹣7N，则另一根导线电流为_____A．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
由题意可知：接通电源，发现导体ab向右运动，把电源正负极对调后接入电路，电流的方向改变了，发现导体ab向左运动。说明通电导线在磁场中受力方向跟电流方向有关。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．C
【详解】
A．运动物体不受力可以保持匀速直线运动状态，这是牛顿第一定律的内容，是牛顿总结出来的，故A不符合题意；
B．浸在液体中物体受到的浮力等于它排开液体受到的重力，这是阿基米德原理，是阿基米德原理得出的，故B不符合题意；
C．丹麦物理学家奥斯特在1820年发现了电流的磁效应，即电流的周围存在磁场，是历史上最早发现电流磁效应的人，故C符合题意；
D．通电导体在磁场中会受到力的作用是电动机的原理，故D不符合题意。
故选C。
3．B
【详解】
A．图甲中的物体是磁体，磁体能够吸引铁、钴、镍，不能吸引铜、铝，故A错误；
B．司南的长柄指南是指向地理南极，地磁场的地磁北极在地理南极附近，所以司南的长柄指向地磁北极，是地磁场的作用，故B正确；
C．闭合开关导体ab运动是通电导线在磁场中受力转动，是电能转化为机械能，故C错误；
D．电磁铁是利用通电导体周围有磁场的原理制成的，故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
A．当闭合开关、导体ab中有电流通过时，导体ab就会运动起来，此现象说明通电导线在磁场中受力的作用，故A错误；
B．装置中有电源，接通电路后通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机原理，故B错误；
CD．当电流方向和磁场方向有一个方向发生改变时，导体ab的运动方向就发生改变，故C错误，D正确。
故选D。
5．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。
6．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。
7．B
【详解】
A．磁体周围存在着磁场，磁感线是为了形象的来描述磁感线而引入的一种物理模型，不是真实存在的，故A错误；
B．通电导体在磁场中要受到力的作用，其受力方向与电流方向和磁场方向有关，当改变其中一个方向时，导体受力作用方向将改变，若两个方向都改变时，导体的受力方向将不改变，故B正确；
C．在磁体外部，磁感线是从N极发出，回到S极；小磁针静止时，N极指示地理的北极，故据此即可判定地理位置的南北极与地磁的南北极是相反的，故C错误；
D．世界上第一个发现电流周围存在磁场，即电流的磁效应的物理学家是奥斯特，故D错误。
故选B。
8．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。
9．C
【详解】
A．玻璃棒跟丝绸摩擦，由于玻璃棒束缚电子的能力弱，它的一些电子转移到丝绸上，玻璃棒因失去电子而带正电，丝绸因得到电子而带等量负电，故A错误；
B．使用测电笔时，手必须接触笔尾金属体，用笔尖接触被检验导线，才能辨别火线和零线，故B错误；
C．根据磁极间的相互作用可知，在地面上放置一个小磁针，静止时小磁针的南极指向地磁场的北极，故C正确；
D．图中无电源是电磁感应现象，是发电机原理，扬声器的原理与电动机的原理是相同的，故D错误。
故选C。
10．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。
11．B
【详解】
A．当开关闭合时，放在磁场中的导体会在磁场力的作用下运动起来，故探究的是磁场对电流作用力，故A正确，A不符合题意；
B．导体与电流表相连，故在闭合回路中当导体棒在磁场中运动时，电流计中会产生电流，故探究的是电磁感应，故B错误，B符合题意；
C．导线组成线圈，当线圈中通以电流时，会产生磁性，故探究电流的磁效应，故C正确，C不符合题意；
D．当将导体棒放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，故说明通电直导体周围存在磁场，故D正确，D不符合题意。
故选B。
12．D
【详解】
A．O点和P点串联，流过的电流相同，故A不符合题意；
B．AB段与CD段电流方向相同，磁场方向也相同，所以CD段受到的磁场力方向向上，故B不符合题意；
CD．让线圈转180 到右图位置，电流、磁场方向均不变，则受到的磁场力方向向上，故C不符合题意、D符合题意。
故选D。
13． 力 左
【详解】
[1]力是改变运动状态的原因，物体运动说明它受到了力，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对通电导体有力的作用。
[2]导线在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，对调电源正负极之前导体棒向右运动，则对调之后，电流的方向改变，导体棒将向原来相反方向运动，即向左运动。
14． 左 AB向下匀速运动，则受到向上的摩擦力，AB对支架有向左的压力
【详解】
闭合开关，放手后铝棒AB正好向下匀速运动，受到平衡力的作用，金属支架是粗糙的，铝棒AB受到竖直向下的重力与竖直向上的滑动摩擦力是一对平衡力。整个装置处于竖直向下的磁场中，铝棒AB与支架有压力，此时才具备滑动摩擦力产生的条件，滑动摩擦力与重力平衡，铝棒AB向下匀速运动。
15． 同种 通电导体在磁场中受力运动
【详解】
[1]“怒发冲冠”的景象，这是由于当人触摸“静电球”时，人体带上同种电荷，头发丝因带同种电荷而互相排斥的结果。
[2]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。
16．向纸外偏转
【详解】
通电导体在磁场中受到力的方向与电流方向和磁场方向有关，图甲和图乙中磁场方向相同，图乙中电子由左向右穿过磁场，则电流方向是由右向左穿过磁场。图甲中将开关闭合之后,铜棒能在磁场中向左运动，说明通电导体受到磁场力的方向是沿着电流方向向左，则图乙中电子的受力方向是向纸外，故它在磁场中将向纸外偏转。
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． 电动机 费力 分子之间存在相互作用的引力 流入 不变
【详解】
（1）[1]扬声器工作时把电信号转换成声信号，电能转化成机械能，其原理是通电导体在磁场中受力运动，与电动机的工作原理相同。
（2）[2]人的前臂在举起杠铃时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（3）[3]分子间同时存在相互作用的引力和斥力，两个铅块磨光后，压在一起就会粘住，这个现象证实了分子之间有引力。
（4）[4]当电流从线圈A端流入过程，根据安培定则，螺线管左端为S极，此时异名磁极相互吸引，活塞左移，S1关闭，S2打开，血液从S2流入泵室。
[5]图中的活塞移动变化频率与交流电的频率有关，交流电电流方向改变的频率影响跳动次数，与电流大小无关，若线圈中的电流大小增大，则心脏泵每分钟“跳动”的次数不变。
19． 换向器 由内而外 D 线圈的转动方向发生了改变 原因是线圈处在平衡位置 电风扇
【详解】
(1)图中A部件是：换向器．(2)在安装该模型时要按照由下而上，由内而外顺序安装．(3)为了使组装的电动机模型能够正常运转，安装时要注意：①要尽量减小轴与轴架之间的摩擦；②电刷与换向器的接触松紧要适当；③不要使各元件因安装不当而产生形变；④每一只固定螺钉均应拧紧；故ABC正确，符合题意，D错误；(4)①滑片向右移，电动机转速变慢，说明滑片向右移时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器用左半部分电阻丝，把电动机、滑动变阻器串联接入电路，电路图如图所示:
②流过直流电动机的电流方向不同，电机的转动方向不同，合上开关接通电路，观察线圈转动，把电源两极对调一下，观察到线圈转动方向改变了．③如果线圈位置与磁场平行，线圈处于平衡位置，闭合开关，线圈不受磁场力，线圈不动；闭合开关，线圈不转，用手轻轻一拔，线圈转到非平衡位置，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因是线圈处于平衡位置．(5)电动机在许多家用电器中应用十分广泛，如豆浆机、电风扇等．
【点睛】
直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，它的转动方向与磁场方向和电流方向有关；它的转动速度与磁场的强弱和电流的大小有关；有时通电后电动机不转动，其原因主要有以下几个方面：电动机轴因为生锈而被卡住；线路接触不良，电路中无电流；电压电压过低，电路中电流太小；磁铁磁性太弱，磁场对通电线圈的力太小；线圈处于平衡位置，线圈中无电流，线圈不受力的作用．
20． （1） 电 机械 电风扇 洗衣机 磁性 吸下 接触
【详解】
（1）由图（1）知道，电路中有电源，是通电导体在磁场中受力的装置图，是电动机的原理；在其工作过程中将电能转化为机械能，生活中的电风扇、洗衣机等都是利用了电动机来工作的；
（2）由图2知道，电磁继电器的左侧为控制电路，右侧为工作电路，当低压电路的开关S闭合时，电磁铁获得磁性，吸引衔铁向下运动，使触点接触，工作电路接通，电动机工作；
（3）分析表中的数据与现象知道，当S1 单独闭合后，所有元件均不工作，说明它的位置不在干路，只能控制个别元件的工作；当S2 单独闭合后，所有元件均工作，说明它控制着整个电路的通断；当S1 S2 同时闭合时，灯L1 不亮，说明它被短路，由电压表示数的变化知道，这不是一个并联电路，即电路是一个串联电路，S2 控制整个电路，S1 与L1 并联，电压表测L2两端的电压，电流表测电路中的电流，电路如图：
【点睛】
本题是一道综合题，（1）考查了通电直导线周围的磁场，（2）电磁继电器工作过程的分析，（3）是一个较有难度的题目，必须通过表格中的现象与数据，明确开关的作用、电压表、电流表的测量对象、判断出电路的串并联性质，最后画出电路图．
21． 排斥 0.75×10﹣7 2.5×10﹣7N/A2 b 2
【详解】
（1）通过现象可知，平行通电导线之间有力的作用．由图1左图可知，当通入的电流方向相同时，导线A与导线B相互吸引，由图1右图可知，当通入的电流方向相反时，导线A与导线B相互排斥．
（2）②表格中数据1和2，导线长度、I2、导线之间的距离r相同，I1不同，且I1越大，F越大，此时F与I1成正比；
实验数据3和5，导线的长度l、I1、导线的距离r相同，I2不同，且I2越大，F越大，此时F与I2成正比；
实验数据1和3，I1、I2、r相同，导线长度l不同，且长度越大，F越大，此时F与长度l成正比；
实验数据1和4，导线长度l、I1、I2相同，导线间距离不同，且距离越大，F越小，此时F与距离r成反比；
由上分析可知，F与l成正比，与I1成正比、与I2成正比，与r成反比，若比例系数为k，则关系式应为： ；由上述关系式可知，，将其中一组代入，由第一组数据知：；
③由，对于长度一定的两根平行导线，如果保持通入电流，I1、I2大小不变，导体所受到的力F与导线间距离r成反比，故导体所受到的力F与导线间距离r之间的关系可以用图b表示；
④如果导线的长度为0.8m，导线之间的距离为0.4m，一根导线电流为0.5A，导线所受到的力为5×10﹣7N，则另一根导线电流为：根据
得
故答案为 (1). 排斥 (2). 0.75×10﹣7 (3). (4). 2.5×10﹣7N/A2 (5). b (6). 2
【点睛】本题考查了电流的磁场、磁场对电流的作用，及获取信息的能力及数据处理能力，根据表格中数据分析得出关系式，认真分析力F与各量之间的关系，看似是高中知识，仔细审题，是可以用初中所学知识解决的，只是要求灵活运用所学知识．关键要利用好控制变量法得出关系式．
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