苏科版九年级下册16.3磁场对电流的作用电动机 同步练习（有解析）

苏科版九年级下册 16.3 磁场对电流的作用 电动机
一、单选题
1．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
2．商场和超市出口处的报警器由检测天线、检测门、检测器构成。营业员在结账后，会将贴在商标上具有磁性的软标签消磁。若商品的软标签未经消磁而经过检测通道，检测天线便检测到商品上标签的磁性，从而将机械运动转化为电流，显示在仪表上。由此可见，报警器的原理与下列图中原理相同的是（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，这是生活中的一些工具或装置，对其在工作或使用过程中所涉及的物理知识表述正确的是（　　）
A．图甲：体温计用水银做测温液体，主要是因为水银的比热容小
B．图乙：扬声器是利用电磁感应的原理工作的
C．图丙：钳子在使用时属于费力杠杆
D．图丁：使用测电笔时，手不能接触测电笔上的任何金属
4．关于下列四幅实验图片，下列说法错误的是（　　）
A．电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关
B．该实验与动圈式话筒的工作原理相同
C．通电导体在磁场中受到力的作用
D．实验过程中将电能转化为机械能
5．如图是一种磁悬浮地球仪的示意图，底座里面有一个电磁铁，可使内部有磁体的地球仪悬浮在空中。下列有关地球仪的说法正确的是（　　）
A．如果想取下地球仪，应先切断电源
B．这种装置是根据同种电荷相互排斥的原理来工作的
C．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中，地球仪受到的磁力变大
D．换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中且距离不变，改变电磁铁线圈中的电流方向就可以了
6．两根通电导体A和B，A通了电会产生磁场，那A产生的磁场对旁边的B是不是会有力的作用呢？通过如图的实验，发现导体A和B如虚线所示发生形变，导体B对A的作用力为，A对B的作用力为。下列说法正确的是（　　）
A．向右，向左
B．和是一对平衡力
C．只把导体A所接的电源正负极对调，则向左
D．只把导体B所接的电源正负极对调，则向右
7．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
8．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
9．如图是探究“通电导线在磁场中受力”的实验装置．瞬间接通电路，原来静止的导线ab向右运动．要使导线ab向左运动，可行的措施是
A．将磁体的N、S极对调
B．增大电源电压
C．换用磁性更强的磁体
D．将磁体的N、S极对调，同时改变电流的方向
10．通电直导线在磁场中受到力的作用，力的方向与磁场方向、电流方向都垂直，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；将左手放入磁场让磁感线从手心垂直穿过，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导线所受磁场力的方向，如图甲所示。如图乙某区域内存在竖直向下的磁场，一个带负电的粒子某时刻的运动方向水平向右，则此时该粒子所受磁场力方向为（　　）
A．水平向右 B．水平向左 C．垂直于纸面向里 D．垂直于纸面向外
11．以下机械中，利用内能对外做功的是（　　）
A．共享单车 B．电暖器 C．电动机 D．火箭发动机
12．关于磁现象，下列说法中正确的是（　　）
A．磁感线是由磁场中的铁屑被磁化后形成的
B．在同一磁场中，磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱
C．磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
D．放在磁场中的导体一定受到磁场力的作用
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．实验装置如图所示，闭合开关，观察到金属杆向左运动起来，实验现象说明磁场对电流有力的作用，利用这种现象可以制成___________；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到金属杆向___________运动起来。
15．如图所示为张坤同学设计的电动机连接图，当电流由a点经电动机流向b点时，电动机正转。
(1)若要使电动机反转，当S1连接触点2时，S2应连接在触点______上；
(2)在小组讨论此连接方案时，大家发现此电路设计存在隐患，请你帮助他找出一条改进措施：______。
16．如图所示，一束电子自右向左从狭缝里射出，穿过磁场时受到磁场力的作用，向纸面内偏转，若将两个磁极对调，则电子束将向______（填“纸面内”或“纸面外”）偏转．
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．小丽同学家的卫生间将要改造，她利用学过的物理知识边思考、边探究。
(1)为防止扳动开关造成触电事故，她为家用浴霸（两个既可照明又可取暖的灯，其额定电压均为220V）设计了一个温度自动控制装置，如图甲所示。请将两灯连入电路中。( )
(2)洗澡时，涉及很多物理知识，小丽总结了一些，其中正确的是________
A．房间内充满“白气”是汽化现象
B．房间的玻璃镜面变得模糊不清，是水蒸气液化造成的
C．搓背用的洗澡巾表面粗糙是为了增大弹性
D．浴室内的照明灯用玻璃罩密封，是避免液化的水膜导电，造成人体触电事故
(3)小丽准备购买一个草坪式浴室防滑垫，它是由柔软的PVC材料制成，其正面为仿草坪式设计，背面有许多小吸盘，如图乙所示，正面是通过增大接触面的粗糙程度增大脚与垫之间的摩擦力：背面则是利用_______产生的较大压力来增大垫与地之间的摩擦力，两者并举从而达到理想的防滑效果。
(4)小丽想自制一个简易淋浴器，如图丙所示，其“混合器”其实就是一个可以调节横截面积大小的“三通”，当凉水从水龙头流经混合器时，热水会自动从热水壶中上升与凉水混合流到喷头洒出。热水会自动从热水壶中上升的原理是________。在热水和凉水的温度均保持不变的情况下，如果要使喷头喷出的水温升高，应如何调节“混合器”________。
20．【来源】北京市燕山区2018年初三第一学期期末考试物理试题
在验证磁场会给通电导线作用力的实验中，小东连接了如图所示的实验电路，闭合开关后，发现导体棒ab没有动．经检查，各元件完好，电路连接无故障．
（1）请你猜想导体棒不动的原因是__________________________，
（2）写出检验你的猜想是否正确的方法：______________________________________________．
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．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。
2．D
【详解】
根据原题中“从而将机械运动转化为电流，显示在仪表上。”可知，该过程是将机械能转化为电能的过程，利用的是电磁感应现象。
A．该图是奥斯特实验，说明的是通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B．该图是验证通电导体在磁场中受力运动情况，该过程是将电能转化为机械能，故B不符合题意；
C．该图验证的是同名磁极相互排斥的规律，故C不符合题意；
D．动圈式话筒是当人对着话筒讲话时，膜片就随着声音颤动，从而带动连在一起的音圈在磁场中作垂直切割磁感线的运动，线圈两端就会产生感应电动势，从而完成声电转换。利用的是电磁感应，故D符合题意。
故选D。
3．A
【详解】
A．体温计用水银做测温液体，主要是因为水银的比热容小，吸收相同热升温快，热胀冷缩的效果明显，故A正确；
B．扬声器是将电信号转化成声信号，它是利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的，故B错误；
C．钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；
D．用测电笔辨别火线与零线时，手必须接触笔尾的金属体，故D错误。
故选A。
4．C
【详解】
A．两电磁铁串联，则通过的电流相同，它们的线圈匝数不同，两个电磁铁吸引小铁钉的数目不同，说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，故A正确，A不符合题意；
B．图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流，即电磁感应现象，动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的，故B正确，B不符合题意；
C．实验中将小磁针放在通电直导线的下方，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，故C错误，C符合题意；
D．图中有电源，通电导体在磁场中受到力的作用而发生运动，将电能转化为机械能，故D正确，D不符合题意。
故选C。
5．C
【详解】
A．当磁悬浮地球仪停止工作时，应先“拿开球体”再“切断电源”，防止地球仪在重力作用下会落下来而摔坏，故A错误；
B．因为球体与底座是相互分离的，所以球体与底座之间是相互排斥的，即该悬浮地球仪是利用的同名磁极相互排斥的原理制成的，故B错误；
C．因为球体在空中静止，处于平衡状态，所以球体受力平衡，即重力和磁力大小相等，故换用一个质量较大的地球仪时，重力增大，磁力也增大，故C正确；
D．磁悬浮地球仪中的电磁铁是利用电流的电磁效应工作的，改变电磁铁线圈中的电流方向，磁力方向改变，变为相互吸引，无论地球仪的质量怎么变化，底座与地球仪之间距离减小，都不能悬停，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．由图可知，A、B之间相互排斥，则导体B对A的作用力的方向是向左的，A对B的作用力的方向是向右的，故A错误；
B．和是两个物体之间的相互作用，是一对相互作用力，故B错误；
C．只把导体A所接的电源正负极对调，磁场的方向会发生变化，由图可知，A和B相互吸引，则是向左的，故C正确；
D．只把导体B所接的电源正负极对调，磁场的方向会发生变化，则A和B之间是相互吸引的，则是向左的，故D错误。
故选C。
7．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。
8．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。
9．A
通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向和电流的方向、磁感线的方向都有关系，当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反．当电流的方向和磁感线的方向都变得相反时，通电导线受力的方向不变．
【详解】
将磁体的N、S极对调，磁场方向变得相反，通电导线受力的方向也变得相反，故A正确；增大电源电压，改变力的大小，不会改变力的方向，故B错误；换用磁性更强的磁体，增大磁场强度，改变力的大小，不会改变力的方向，故C错误；将磁体的N、S极对调，同时改变电流的方向，电流的方向和磁感线的方向都变得相反时，通电导线受力的方向不变，故D错误．
【点睛】
通电导体在磁场中受到力的作用，要改变通电直导线的受力（运动）方向，只能改变电流方向和磁场方向中的一个即可，两个因素不能同时改变．
10．D
【详解】
由图知，电子水平向右运动，因电子定向移动的方向与电流的方向相反，所以电流的方向是水平向左的；根据左手定则，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，四指指向电流的方向（即水平向左），大拇指所指的方向为磁场力的方向，所以此时该粒子所受磁场力方向为垂直于纸面向外。
故选D。
11．D
【详解】
利用内能对外做功，就是将内能转化为机械能；
A．共享单车工作时，消耗蓄电池的电能为单车提供动力，因此将电能转化为机械能，故A不符合题意；
B．电暖器工作时将消耗电能转化为内能，故B不符合题意；
C．电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，利用电能对外做功，故C不符合题意；
D．火箭发动机工作时，利用高温高压的燃气推动火箭升空，将燃料的内能转化为火箭的机械能，故D符合题意。
故选D。
12．B
【详解】
A．磁感线是为了描述磁场引入的理想化的物理模型，不是真实存在的，故A错误；
B．磁感线可以描述磁场的强弱和方向，磁感线的密集程度代表了磁场的强弱，故B正确；
C．磁场中某点的磁场方向和放在该点的小磁针静止时N极所指的方向一致，但小磁针不能决定磁场的方向，故C错误；
D．通电导线在磁场中受磁力的作用，若非磁性材料制成的导线不通电时不受磁场力，故D错误。
故选B。
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． 电动机 右
【详解】
[1]给直导线通电，观察到直导线运动起来，实验现象说明磁场对电流有力的作用，电动机就是利用这种现象制成的。
[2]将电源两极对调，改变了导体中电流的方向，导体运动方向变的相反，金属杆向右运动起来。
15． 3 电路中串联一个适当阻值的电阻
【详解】
(1)[1]当电流由a点经电动机流向b点时，电动机正转，若要使电动机反转，可以通过改变电流的方向实现，当S1连接触点2时，S2应连接在触点3时，电流由b点流到a点，可以使电动机反转。
(2)[2]此电路当S1连接触点2时，S2应连接在触点4时，会造成短路，因此可以在电路中串联一个适当阻值的电阻。
16．纸面外
【详解】
通电导体受磁场力的方向与电流方向、磁场方向有关；已知一束电子（相当于通电导体）自右向左从狭缝里射出，穿过磁场时受到磁场力的作用，向纸面内偏转；当磁极对调后，电流方向没有改变，因此电子束偏转方向与原来应相反，即向纸面外偏转．
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． BD 大气压 流体流速大的地方压强小 减小混合器的横截面积
【详解】
(1)[1]两浴霸可独立工作，则为并联，接入由温度自动控制装置如下
(2)[2]A．房间内的“白气”是水蒸气液化产生的小水珠，故A错误；
B．玻璃变得模糊不清，是室内水蒸气在玻璃表面液化形成的小水珠附着导致的，故B正确；
C．搓澡巾表面粗糙是通过增大接触面粗糙程度，从而增大摩擦，故C错误；
D．房间内的水蒸气会液化形成小水珠，则照明灯用玻璃罩密封，是避免液化的水膜导电，造成人体触电事故，故D正确。
故选BD。
(3)[3]由于挤压，背面小吸盘内的空气被排除，则在大气压的作用下会产生较大压力来增大垫与地之间的摩擦力。
(4)[4]当凉水从水龙头流经混合器时，由于流速大压强小，产生压强差，从而产生压力差，热水就会自动从热水壶中上升。
[5]若使得喷出的水温升高，即需要让热水出来的更多，所以只需要减小混合器的横截面积，使得混合器处的流速更大，压强更小，让更多的热水喷出。
20． 导体棒质量太大 换用一根质量小的导体棒，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，若导体棒运动，说明猜想正确
【详解】
（1）此为电动机模型，通电导线在磁场中将受力运动，闭合开关后，发现导体棒ab没有动，可能的原因可能是阻力太大，也就是摩擦力太大，即物体的质量太大了.
（2）检验方法：换用一根质量小的导体棒，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，若导体棒运动，说明猜想正确.
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．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页