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．下列物理学家和他的主要贡献对应正确的是（　　）
A．牛顿——电流的热效应
B．奥斯特——通电导体在磁场中受力的作用
C．伽利略——牛顿第一定律
D．托里拆利——最早证明大气压的存在
2．“通电导体在磁场中受到力的作用”也称为“磁场对电流的作用”，而这个力其实是导体内电荷运动时受到的力的合力。如图所示，是一段通电导体在磁场中受到的力的示意图，则以下关于对带电粒子在均匀磁场中运动时的受力方向描述正确的是（“×”表示磁感线垂直纸面向里，“”表示磁感线垂直纸面向外）（　　）
A． B． C． D．
3．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
4．2020年10月14日，《自然》杂志报道了一种可以在15℃下实现超导的新材料，人类向创造出具有最优效率电力系统的目标又迈近了一步。超导材料可以应用在（　　）
A．电饭锅 B．电动机
C．电热水壶 D．电烤箱
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，有关电与磁的下列描述中，正确的是（　　）
A．甲图：该实验探究通电导体在磁场中受力的作用
B．乙图：开关闭合后，位于螺线管右侧的小磁针将顺时针旋转
C．丙图：该实验与电动机工作原理相同
D．丁图：探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
7．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
8．下列生活、生产实例与所包含物理知识的说法中，错误的是
A．墨水滴到水中，热水变色比冷水快，是由于温度越高分子热运动越快的缘故
B．刀刃磨得很薄是为了使用时增大压强
C．司机驾车时必须系安全带，这是为了防止惯性带来的危害
D．电动机是利用电磁感应现象制成的
9．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
10．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，则（　　）
A．只有导线框A侧受到磁场对电流的作用
B．只有导线框B侧受到磁场对电流的作用
C．导线框A侧、导线框B侧均受到磁场对电流的作用
D．如只将强磁铁翻转放置，导线框转动方向不变
11．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
12．小明用图示实验装置，探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是（ ）
A．将A、B 两端对调 B．将蹄形磁体的N、S 极对调
C．换用磁性更强的蹄形磁体 D．将滑动变阻器的滑片P向右移动
二、填空题
13．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____________。
14．如图所示，小明把一个正在发光的白炽灯放到U形磁体中间，惊讶地发现灯丝在晃动，晃动的原因是：通电导线在磁场中受到_______的作用，利用这个原理制成了_______，在这个过程中发生的能量转换是电能转化为________。
15．如图所示，一束电子自右向左从狭缝里射出，穿过磁场时受到碳场力的作用而向纸面内偏转。若将两个磁极对调，则电子束将向纸面___________（选填“内”或“外”）偏转。你判断的理由是___________。
16．截止2021年12月，临沂市市辖区共计建成公共充电站44座，充电桩44054个。
（1）电动汽车充电时，将电能转化为___________能；此时，电动汽车的电池组相当于___________（选填“电源”或“用电器”）；
（2）充电时，需要扫描二维码并充值才能充电，二维码相当于基本电路中的___________；各充电桩之间是___________联的；
（3）电动汽车的主要部件是电动机，它工作时将___________能转化为机械能。
三、综合题
17．【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：______________________________________________．
18．1911年，荷兰科学家卡末林﹣昂内斯（Heike Kam erlingh﹣Onnes）用液氦冷却汞，当温度下降到4.2K（零下268.95℃）时，水银的电阻完全消失。当温度降低到足够低时，有些材料的电阻变为零，这即为超导现象。1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质﹣完全抗磁性，也称迈斯纳效应。完全抗磁性是指磁场中的金属处于超导状态时，体内的磁感应强度为零的现象。迈斯纳效应使人们可以用此原理制造超导列车和超导船，由于这些交通工具将在悬浮无摩擦状态下运行，这将大大提高它们的速度和安静性，并有效减少机械磨损。另外利用超导悬浮还可制造无磨损轴承，将轴承转速提高到每分钟10万转以上。发生超导现象时的温度称为临界温度。2014年12月，我国科学家发现了一种新的铁基超导材料锂铁氢氧铁硒化合物，其超导转变温度高达40K（零下233.15摄氏度）以上，这是世界上首次利用水热法发现铁硒类新型高温超导材料，堪称铁基超导研究的重大进展，为相关体系新超导体的探索提供了新的研究思路。同时，为探索铁基高温超导的内在物理机制提供了理想的材料体系。
根据材料请回答下列问题
（1）当温度降低到足够低时，有些材料的________ 变为零，这即为超导现象 ；
（2）荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质________ 也称迈斯纳效应，把一块磁铁放在超导盘上方，超导盘磁化的方向与磁铁磁场的方向________ （填相同/相反），磁铁受到向上排斥力，就可悬浮在空中；
（3）若常温下超导体研制成功，则超导体适合做 ________ 。
A．电炉丝 B．输电线 C．滑动变阻器的线圈 D．电动机线圈
19．如图（1）为最新型的智能穿戴设备谷歌眼镜（Google Project Glass），它的外观类似一个环绕式眼镜，其中一个镜片具有微型显示屏的功能。眼镜可将信息传送至镜片，并且允许穿戴用户通过声音控制，Google眼镜包含了很多高科技，包括蓝牙，Wi﹣Fi，骨传导耳机，照相机，麦克风，触摸盘以及帮助你探测倾斜度的重力感应和陀螺仪
（1）下列关于谷歌眼镜说法正确的是______
A．谷歌眼镜的耳机系统采用骨传导是因为固体能够传声 B．wifi无线信号是通过电磁波来传递信息的
C．谷歌眼镜是通过音调来辨别声音是否由使用者发出 D．麦克风是将电信号转化成声信号的装置
（2）谷歌眼镜内置一块3.6V 容量为600mAh的电池，高负荷使用仅可以坚持6个小时．并且在使用中因为电流的________效应会有明显的发热，给使用者带来不适．试计算谷歌眼镜在高负荷使用中的平均功率为________W；
（3）重力感应装置可以侦测到眼镜佩戴者头部的倾斜程度，如图（4）为一种重力感应装置的部分结构，其中A为高2mm重0.1g的柱形金属重物，固定在长1cm的轻质金属杆中央，杆的两头杆粘连在BC两个压电感应器上。当装置水平放置，若以B为支点，压点感应器C所受压力为________N。若压电感应器上产生的电压与压力成正比，试计算该装置左端向下倾斜45°度（如图（5））时，bc两个压电感应器产生的电压UB________UC 。
20．阅读短文，回答问题。
电磁秋千
科技小制作小发明是根据青少年已有的科学技术知识和实际能力，在日常学习、生活、工作和劳动中，对那些感到不方便、不称心的东西，加以改进、改革和创新，积极思考、独立发明可以开发智力、提高想象力、开拓思路和视野。如图是一幅某次科技发明展览会上的作品，它叫电磁秋千或电磁摆。电磁秋千（电磁摆）是利用了同名磁极互相排斥的原理，将线圈放在磁场中，通电后线圈会受到力（这个力也叫安培力，为纪念法国物理学家安培研究磁场对电流的作用力的杰出贡献而命名的。简单米说，安培力大小与磁性强弱、电流大小等因素有密切关系）的作用而发生偏转，又由于重力和惯性的作用，秋千就会往返摆动。
请结合材料回答下列问题：
(1)在磁场中，通电后线圈会受到力的作用而发生偏转，利用这一原理可制作 ______ 机；
(2)电磁秋千从最低处摆动至最高处过程中存在动能与 ______ 能的转化且惯性 ______ （选填“大”“变小”或“不变”）；
(3)若想让电磁秋千摆得更高些，你的建议有 ______ 。
21．扬声器
电视机、音响、耳机中都有扬声器，每天我们都能听到扬声器发出的悠扬声音。扬声器俗称喇叭，是把电信号转换成声信号的一种装置。因采用不同的材质、技术和工作原理，扬声器可分为许多种类，常见的有动圈式扬声器、静电式扬声器、压电式扬声器等。那么，扬声器是怎样发出声音的呢？
图是动圈式扬声器的构造示意图，它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。当线圈中通过电流时，线圈受到磁铁的作用而运动，由于通过线圈的电流是交变电流，它的大小和方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
武侠小说中有一种神功，叫“传音入密”，就是说话人可以将声音直接送到受话人的耳中，而在场的其他人无法听到。现在，具有这一神功的装置叫“超声波定向扬声器”。首先，把声音信号调制到超声波上，再通过超声波定向扬声器发出调制后的超声波。由于超声波在传播中，具有很强的方向性，它能使声音局限于某个区域，而其他地方则无法接收。载有声音信号的超声波到达人耳处，通过解调，使受话人听到声音。在博物馆，我们可以把超声波定向扬声器安装在展品上方，只向感兴趣的参观者介绍相关信息，同时保持空间的整体安静，使其他参观者不受干扰。
纵观扬声器近150年的发展史，形态种类可谓百花齐放，成为音响世界里最灿烂的一片天地。
请根据上述材料，回答下面的问题：
(1)由图中的“某一瞬间电流方向”可知，此时线圈的右端为 _____ （选填“N”或“S”）极；
(2)下列实例中，其工作原理与动圈式扬声器工作原理相同的是 _____ （选填字母）；
A．电磁铁 B．电动机 C．发电机
(3)超声波在传播中，具有很强的 ____________ ，因此可以实现声音的定向传递。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．焦耳的主要贡献是电流的热效应，即电流通过导体时产生热量的计算，故A错误；
B．奥斯特的主要贡献是电流的磁效应，即电流周围存在磁场，故B错误；
C．伽利略最早探究物体在不受力时怎样运动，为牛顿第一定律奠定了基础，故C正确；
D．托里拆利通过实验最早测出了大气压的值，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】
根据题意可知，磁场方向垂直于纸面向里，电流的方向向右，则导体会向上运动；
A．正电荷向右定向运动，电流方向向右，磁场方向垂直于纸面向外，则导体运动的方向是向下的，故A错误；
B．负电荷向右定向运动，电流方向向左，磁场方向垂直于纸面向外，则导体运动的方向是向上的，故B正确；
C．正电荷向右定向运动，电流方向向右，磁场方向垂直于纸面向里，则导体运动的方向是向上的，故C错误；
D．负电荷向右定向运动，电流方向向左，磁场方向垂直于纸面向里，则导体运动的方向是向下的，故D错误；
故选B。
3．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．
4．B
【详解】
ACD．超导体电阻为零，电流流过超导体时，不会发热，电饭锅、电热水壶和电烤箱都是利用的电流的热效应工作的，故ACD不符合题意；
B．电动机在通电过程中，可以用超导体制作电动机的线圈，电能没有损失，故B符合题意。
故选B。
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．C
【详解】
A．图甲的实验为奥斯特实验，小磁针发生偏转说明通电导体周围存在磁场，故A错误；
B．乙图中，开关闭合后，根据安培定则可知，螺线管的右端是N极，因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，则小磁针将逆时针转动，故B错误；
C．图中有电源，通电导体在磁场中会受力而运动，是电动机的工作原理，故C正确；
D．该图是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验，图中两线圈串联在电路中，通过的电流相同，但线圈的匝数不同，所以探究的是磁性强弱与线圈匝数的关系，故D错误。
故选C。
7．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．
8．D
A、物体的温度越高分子热运动越快，主要表现在物质之间的扩散加快；
B、压力一定时，减小受力面积可以增大压强；
C、惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性；它有时可以利用，有时需要防止；
D、电磁感应现象是机械能转化成电能的过程，发电机是利用这一原理制成的．
【详解】
A、热水的温度高分子热运动快，墨水滴到水中，热水扩散的快，则热水变色比冷水快，故A选项说法正确，不符合题意；
B、刀刃磨得很薄是为了在压力一定时，减小受力面积来增大压强，；故B选项说法正确，不符合题意；
C、汽车行驶中司机为了防止紧急刹车时由于惯性带来的危害必须系安全带，故C选项说法正确，不符合题意；
D、电动机是利用通电线圈在磁场中受力能转动的原理制成的，是将电能转化为机械能的；电磁感应现象是机械能转化成电能的过程，利用这一原理制成的是发电机，不是电动机；故D选项说法错误，符合题意．
故选D．
9．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
10．B
【详解】
干电池底部吸有强磁铁，周围存在磁场，导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接，则线框B侧有电流通过（即线框B侧是通电导体），所以线框B侧受到磁场对电流的作用力而运动；而线框A侧没有通电，所以A侧没有受到磁场的作用力；故B正确，ACD错误。
故选B。
11．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。
12．B
【详解】
由安培定则知磁场对通电导体有力的作用，其作用的方向只与电流方向、磁场方向有关。
A．将A、B 两端对调，电流方向仍与原来一样垂直纸面向里，既没改变磁场方向，也没改变电流方向，所以通电直导线AB在磁场中受力方向与原来相同，即通电直导线AB运动方向为水平向右运动，故A不符合题意；
B．将蹄形磁体的N、S 极对调，只改变磁场方向，所以通电直导线AB在磁场中受力方向与原来相反，即通电直导线AB运动方向变为水平向左运动，故B符合题意；
C．换用磁性更强的蹄形磁体，只改变磁场强弱，既没改变磁场方向，也没改变电流方向，所以通电直导线AB在磁场中受力方向与原来相同，即通电直导线AB运动方向为水平向右运动，故C不符合题意；
D．将滑动变阻器的滑片P向右移动，只改变通过直导线AB中电流大小，既没改变磁场方向，也没改变电流方向，所以通电直导线AB在磁场中受力方向与原来相同，即通电直导线AB运动方向为水平向右运动，故D不符合题意。
故选B。
13． 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。
14． 力 电动机 机械能
【详解】
[1][2][3]有电流通过的灯丝置于磁场中晃动，体现了通电导体在磁场中受到力的作用。在这个过程中，是电能转化为机械能，利用此原理制成了电动机。
15． 外 见解析
【详解】
[1][2]电子束将向纸面外偏转。因为通电导体在磁场中受磁场力的方向与电流方向、磁场方向有关；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，即电子束将向纸面外偏转。
16． 化学 用电器 开关 并 电
【详解】
（1）[1][2]电动车在充电过程中，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能；电动汽车的电池组消耗电能，所以此时电池相当于用电器。
（2）[3]充电时，需要扫描二维码并充值才能充电，二维码可以控制电路的通断，相当于电路中的开关。
[4]各充电桩互不影响，独立工作，各充电桩之间是并联的。
（3）[5]电动机工作时，消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能。
17． 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.
18． 电阻 完全抗磁性 相反 BD
【详解】
（1）[1]由材料可知，当温度降低到足够低时，有些材料的电阻变为零，这即为超导现象。
（2）[2]由材料可知，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质，即完全抗磁性，也称迈斯纳效应。
[3]因同名磁极相互排斥，把一块磁铁放在超导盘上方，超导盘磁化的方向与磁铁磁场的方向相反时，磁铁受到向上排斥力，就可悬浮在空中。
（3）[4]AC．电炉丝、滑动变阻器的线圈都是利用电流的热效应工作的，如果导体没有电阻，通电时，电炉丝不会产生电热，滑动变阻器不能分压，故超导体不适合做电炉丝和滑动变阻器的线圈，故AC不符合题意；
B．导体有电阻时，输电线会产生热量，把部分电能转化为内能浪费掉，如果没有电阻，则输电线上不会产生热量，不会浪费电能，故超导体适合做输电线，故B符合题意；
D．电动机线圈有电阻时，电动机工作过程中把电能转化为机械能和内能，假设线圈没有电阻，当电动机通电时，电动机不会产生电热，电能全部转化为机械能，效率更高更好，所以超导体适合做电动机线圈，故D符合题意。
故选BD。
19． AB 热 0.36 5×10﹣4 ＞
【详解】
（1）[1]A．固体可以传声，因此谷歌眼镜的耳机系统采用骨传导是因为固体能够传声，故A正确；
B．wifi无线信号是通过电磁波来传递信息的，故B正确；
C．因为不同声音的音色不同，因此谷歌眼镜是通过音色来辨别声音是否由使用者发出，故C错误；
D．麦克风是将声信号转化成电信号的装置，扬声器是将电信号转化成声信号的装置，故D错误。
故选AB。
（2）[2]谷歌眼镜在使用中，由于电流的热效应会有明显的发热现象。
[3]已知Q=600mAh=0.6Ah，则谷歌眼镜在高负荷使用中平均功率：
P=
（3）[4][5]由F1L1=F2L2可得，
FC×BC=GA×BC
即压点感应器C所受压力：
F压力=FC=mAg=
×0.1×10-3kg×10N/kg=5×10-4N；
分别以B、C为支点，求出对应压力FC、FB；以B为支点，如图所示：
其中AO=1mm，BO=10mm，由几何知识可得OE=1mm，BE=5mm-1mm=4mm
所以重力的力臂为
BD=BE cos45°=4mm×mm,
根据杠杆平衡条件G×BD=FC×BC可得，
FC′=G ①
以C为支点，杠杆受重力G、B点垂直杠杆向上的支持力，如图所示：
由几何知识可得
CE=10mm-4mm=6mm
所以重力的力臂为
CF=CE cos45°=6mm×3mm；
根据杠杆平衡条件G×CF=FB×BC可得，
FB=G ②
由题意可得
故UB>UC。
20． 电动 重力势 不变 增加电池节数
【详解】
(1)[1]由文中信息可知，电磁秋千是根据在磁场中，通电后线圈会受到力的作用而发生偏转制成的，及利用的是电动机工作原理。
(2)[2][3]电磁秋千从最低处摆动至最高处过程中，高度增大，重力增大，动能转化为重力势能；惯性大小由物体的质量决定，电磁秋千的质量不变，故惯性不变。
(3)[4]若想让电磁秋千摆得更高些，由题意可增大电流的大小，根据导体在磁场中所受的力的大小与磁性强弱、电流大小等因素有密切关系，故可采用增加电池节数的方法。
21． S B 方向性
【详解】
(1)[1]由图可以看出，螺线管中的电流方向是向上的，故由右手定则可知，线圈的右端为S极。
(2)[2]动圈式扬声器工作原理是磁场对通电导体有力的作用，电能转化成为机械能。
A．电磁铁工作原理是通电导线周围存在磁场，故A选项不符合题意。
B．电动机工作原理是磁场对通电导体有力的作用，故B选项符合题意。
C．发电机工作原理是电磁感应现象，故C选项不符合题意。
故选B。
(3)[3]由第三自然段内容可知，超声波在传播中，具有很强的方向性。
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