【新教材核心素养】人教版物理九年级全册第20章第4节《电动机》分层作业(含答案)

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名称 【新教材核心素养】人教版物理九年级全册第20章第4节《电动机》分层作业(含答案)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2025-12-16 14:23:21

文档简介

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第4节 电动机
目录
【A 夯基础】 1
一、磁场对通电导线的作用 1
二、电动机的基本构造 3
【B 提能力】 5
【C 链中考】 10
磁场对通电导线的作用
1.如下列图片所示,用来探究磁场对电流的作用的实验装置是(  )
A. B.
C. D.
2.如图所示实验中,闭合开关,导体ab向右运动,下列操作能让导体ab向左运动的是(  )
A.改变电压大小 B.改变电流方向
C.改变电流大小 D.改变导体ab长度
3.白炽灯是一种电流通过灯丝,灯丝发热发光的家庭照明电器,将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝,如图所示,可以观察到灯丝抖动,说明 对 有力的作用。
4.学习了电磁学的知识后,善思好学的小明利用一节电池、一个硬铜导线框和纽扣强磁铁,组装成一个简易电动机。如图所示,同时放手后可观察到导线框abcd以干电池为轴转动起来。导线框转动起来的原理是 ,若要改变导线框转动的方向,可以改变线圈中电流方向或 。
5.如图所示,小西用漆包线自制了一个简易电动机,漆包线在线圈的两端各伸出约3cm,然后用小刀刮去两端的漆皮,方法是 (选A“左端全部刮掉右端刮半周”或B“两端均全部刮掉”),要改变电动机的转动方向可以 。
6.如图所示,将扬声器的线圈一端连接电源负极,另一端与电源正极不断碰触,会听到扬声器发出“咔咔”的响声,这是因为变化的电流通过绕圈,使其在 中受到变化的力,从而带动锥形纸盆 而发声。
7.小明打开一只电流表的外壳,观察电流表的内部结构,示意图如图甲所示。给电表线圈通入电流I后,线圈顺时针转动;
(1)撤去磁体,再次给电表线圈通入大小和方向均相同的电流I,指针将 (选填“不动”,“顺时针转动”或“逆时针转动”)。
(2)小明把线圈拆出来,其侧面示意图如图乙,则通入图乙中标示方的电流I时,它的P端是 极(选填“N”或“S”极)。
(3)把磁体、线圈装回原来位置,若让电流从B接线柱流入,A接线柱流出,线圈受到磁体的力如图甲所示;若仅改变电流方向,让电流从A接线柱流入,B接线柱流出,请在图丙中画出线圈Q点受力的示意图 ;
8.小聪利用如图所示的装置做“探究磁场对通电导体的作用”实验。
(1)导体ab应选用轻质的 (选填“铁棒”或“铝棒”);
(2)接通电源,导体ab向右运动,说明磁场对通电导体有 的作用,该过程中 能转化为 能;
(3)将图中磁体的N、S极对调或改变通过导体ab的电流方向,观察到导体ab向 运动,说明通电导体在磁场中受到力的方向与 、 方向有关;
(4)如果将滑动变阻器的滑片向左移动,闭合开关,发现导体ab不动或运动得很慢,这说明通电导体所受磁场力的大小与 有关。
二、电动机的基本构造
9.下列用电器使用了电动机的是(  )
A.电风扇 B.电水壶 C.台灯 D.手电筒
10.如图所示的四种设备中,与电动机工作原理相同的是(  )
A.电钻 B.电热水壶
C.电灯 D.电磁起重机
11.如图所示是直流电动机的模型,闭合开关后线圈顺时针转动,下列说法正确的是(  )
A.电动机在工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
B.线圈由图示位置转动时,ab边受力方向不改变
C.换用磁性更强的磁铁,可加快线圈转动速度
D.对调磁极同时改变电流方向,可加快线圈转动速度
12.如图所示是直流电动机的模型,闭合开关后线圈顺时针转动,现要加快线圈顺时针转动的速度,下列方法中可行的是( )
A.减小电路中的电流 B.只改变电路中电流的方向
C.对调磁极位置同时改变电流方向 D.换用磁性更强的磁铁
13.小雨同学自己做了一个直流电动机模型,接通电路后,发现电动机不转动.以下原因不可能的是( )
A.电源电压太低 B.电源正、负极接反了
C.开始时,线圈处于平衡位置 D.电刷接触不良
14.如图装置是电动机的工作模型,在工作过程中, 起了关键的作用,它能使线圈刚刚转过 位置时,就自动改变线圈中的 ,从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。
15.如图甲乙所示,在线圈转动过程中,经过图甲位置时,线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 ;经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置,此时线圈由于 不会静止;如图丙所示的线圈可以持续转动,是因为它加装了换向器,能在线圈刚转过平衡位置时,自动改变 中的电流方向。
16.如图1是电动机的模型,磁场由两个电磁铁提供,abcd是线圈,闭合开关后,线圈ab边受力方向竖直向下,作逆时针旋转。将电源正负极对调后如图2(均不考虑导线MN段对线圈的影响),则下列说法正确的是(  )
A.图1中P为磁体S极
B.图2中cd边受力方向竖直向下
C.图2中的线圈将逆时针连续转动
D.图2中的线圈中能量转化为:机械能转化为电能
17.图中, 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,F是磁场对通电导线的作用力。下列选项中,磁场对通电导线的力的方向正确的是( )
A. B.
C. D.
18.如图所示,闭合开关,磁场对导体的力F竖直向下,下列选项分别表示闭合开关时磁场对导体ab或cd的力的方向正确的是( )
A. B.
C. D.
19.如图所示,在磁场中的矩形铜线框处于静止状态。闭合开关后,AB段导体受到向上的磁场力,则(  )
A.电路中M处的电流大于Q处的电流
B.CD段导体受到磁场力的方向向下
C.矩形铜线框一定发生转动
D.若只将电源正负极对调,CD段受到磁场力的方向一定向下
20.如图所示电路中,导体棒ab放在蹄形磁体的磁场里,小磁针放在螺线管正下方。闭合开关,发现导体棒ab向右运动,小磁针的N极向下偏转,则下列说法正确的是(  )
A.c、d分别是电源的负极、正极
B.仅对调电源正负极,闭合开关,则导体棒ab向左运动,小磁针N极向上偏转
C.对调电源正负极和蹄形磁体N、S极,闭合开关,则导体棒ab向左运动
D.对调电源正负极和蹄形磁体N、S极,闭合开关,则小磁针N极仍然向下偏转
21.如图所示,某综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd,用小刀刮两端引线的漆皮,一端全部刮去,另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上,并按图示连接电路。闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈会持续转动。若只将电源的正负极互换,则电磁铁的上端的磁极是(  );相对原来的转动方向,线圈的转动方向会(  )。
A.N极 改变 B.N极 不变 C.S极 改变 D.S极 不变
22.如图所示,放在U形磁铁两极之间的铝盘的下边缘浸在液态水银中,闭合开关S,铝盘会绕水平轴O转动。下列说法正确的是(  )
A.铝盘转动的原理与电动机的工作原理相同
B.将磁铁的磁极对调后,铝盘的转动方向不变
C.将电源的正负极对调后接入电路,铝盘的转动方向不变
D.左右移动滑动变阻器的滑片P,铝盘的转动方向改变
23.如图,水平放置的两光滑金属导轨与电路连接并置于垂直导轨向里的匀强磁场(磁场强弱和方向处处相同)中,两根相同的金属棒AB、CD与导轨紧密接触且可自由滑动,导轨足够长,AB、CD及定值电阻的阻值均为R,其余部分电阻不计,固定金属棒AB,把双向开关接到接线柱3,金属棒CD受到水平向左的磁场力作用,则(  )
A.金属棒AB没有受到磁场力的作用 B.金属棒AB受到水平向左的磁场力作用
C.电流流过金属棒AB将电能转化为机械能 D.电流流过金属棒CD将电能全部转化为内能
24.放在通电螺线管旁边的通电导线受力情况如图所示(“ ”表示电流方向垂直纸面向外,“×”表示电流方向垂直纸面向里)。则下列选项中,通电导线受力情况正确的是(  )
A. B.
C. D.
25.图甲是扬声器的构造侧面示意图,图乙是扬声器的磁体和线圈正面示意图,N、S分别代表环形磁铁的北极和南极。当线圈接通电时,线圈受到磁铁的作用而向内运动。下列选项中通电线圈受到磁铁的作用运动情况正确的是(未画出磁感线)(  )
A.线圈受到磁铁的作用而向内运动
B.线圈受到磁铁的作用而向内运动
C.线圈受到磁铁的作用而向内运动
D.线圈静止不动
26.自制扬声器如图所示:在空心塑料筒外缠绕线圈并粘贴在纸杯底部,上方放置强磁铁。现将干电池连接在线圈两端,线圈 (选填“会”或“不会”)持续受到磁场的作用力,扬声器纸杯 (“会”或“不会”)持续发声,当线圈被磁铁吸引时,磁铁下方靠近线圈的磁极为 (选填“N”或“S”)极,该磁极类型与地理 (选填“北”或“南”)极对应的地磁极类型相同。
27.如图,移动变阻器R1的滑片向 移,导线AB受力摆动就增大,说明磁场对通电导体的作用力大小与 有关;移动变阻器R2的滑片向 移,导线AB受力摆动也增大。
28.(2025·山东济南·中考真题)如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机,要想改变多匝线圈转动的方向,下列方法可行的是(  )
A.只增强磁体的磁性 B.只减少线圈的匝数
C.只升高电源的电压 D.只对调磁体的两极
29.(2025·山东潍坊·中考真题)如图所示,是某兴趣小组自制的简易电动机。一块纽扣强磁铁的上端磁极吸附在一根铁钉的底部,铁钉的尖端竖直地吸在一节干电池的正极上;将导线一端接在电池负极,若另一端接在磁铁上,铁钉和磁铁就会沿图示方向转动。整个实验电路电阻较小,下列分析正确的是(  )
A.铁钉中电流的方向是从尖端指向底部
B.铁钉和磁铁转动时,机械能转化为电能
C.电路中电流较大,不能长时间进行实验
D.若将磁铁的上下磁极调换,铁钉和磁铁仍沿图示方向转动
30.(2024·广东·中考真题)将自制的电动机接入电路,如图所示,其中支架A是 (选填“导体”或“绝缘体”)。闭合开关,线圈开始转动,磁场对线圈 (选填“有”或“无”)作用力。仅调换磁体的磁极,线圈转动方向与原转动方向 。
31.(2024·山东威海·中考真题)我国航空母舰福建舰配备的电磁弹射装置通电后能够将飞机弹出,其电磁学原理是 ;飞机 (选填“逆风”“顺风”)滑行时更有利于飞机起飞。
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第4节 电动机
目录
【A 夯基础】 1
一、磁场对通电导线的作用 1
二、电动机的基本构造 6
【B 提能力】 9
【C 链中考】 17
磁场对通电导线的作用
1.如下列图片所示,用来探究磁场对电流的作用的实验装置是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.此装置有电源,导线缠绕在铁钉上,是一个电磁铁,通电之后有磁性,可以吸引大头针,是研究电磁铁的磁性,故A不符合题意;
B.装置为 “奥斯特实验”,小磁针上方有通电导线,通电后小磁针偏转,说明电流产生磁场,故B不符合题意;
C.装置中有电源,有电磁铁,通电之后吸引大头针,两个铁钉上缠绕的线圈匝数不同,吸引的大头针数量不同,探究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关的实验,故C不符合题意;
D.装置中同时存在电源、U形磁铁、置于磁场中的金属棒,且金属棒可在导轨上自由运动——通电后金属棒会沿导轨滑动,体现 “磁场对电流的作用力使导体运动”,符合 “磁场对电流的作用” 实验装置的特征,故D符合题意。
故选D。
2.如图所示实验中,闭合开关,导体ab向右运动,下列操作能让导体ab向左运动的是(  )
A.改变电压大小 B.改变电流方向
C.改变电流大小 D.改变导体ab长度
【答案】B
【详解】A.通电导体在磁场中受力的方向与磁场的方向和导线棒中电流的方向有关,且两个因素只改变其中一个,导体棒受力方向才会发生改变,改变电压大小,只改变电流的大小,不能改变导体的受力方向,故A不符合题意;
B.改变电流方向,磁场的方向不变,可以改变导体受力的方向,可以使导体ab向左运动,故B符合题意;
C.改变电流大小,不能改变电流的方向和磁场的方向,因此不能改变导体棒受力的方向,故C不符合题意;
D.改变导体ab长度,不能改变电流的方向和磁场的方向,因此不能改变导体棒受力的方向,故D不符合题意。
故选B。
3.白炽灯是一种电流通过灯丝,灯丝发热发光的家庭照明电器,将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝,如图所示,可以观察到灯丝抖动,说明 对 有力的作用。
【答案】 磁场 通电导体
【详解】[1][2]因通电导体在磁场中受力的作用,将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝时,灯泡中有电流通过(且是交流电),所以灯丝会受到磁场力的作用,并且方向时刻改变,故灯丝会抖动。
4.学习了电磁学的知识后,善思好学的小明利用一节电池、一个硬铜导线框和纽扣强磁铁,组装成一个简易电动机。如图所示,同时放手后可观察到导线框abcd以干电池为轴转动起来。导线框转动起来的原理是 ,若要改变导线框转动的方向,可以改变线圈中电流方向或 。
【答案】 通电线圈在磁场中受力转动 对调磁体的N、S极
【详解】[1]力可以改变物体的运动方向,导线框转动起来是因为通电线圈在磁场中受力转动。
[2]通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向有关。若要改变导线框转动的方向,可以改变线圈中电流方向或对调磁体的N、S极,改变磁场方向。
5.如图所示,小西用漆包线自制了一个简易电动机,漆包线在线圈的两端各伸出约3cm,然后用小刀刮去两端的漆皮,方法是 (选A“左端全部刮掉右端刮半周”或B“两端均全部刮掉”),要改变电动机的转动方向可以 。
【答案】 A 见解析
【详解】[1]简易电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。为了使线圈能够持续转动,需要在线圈刚转过平衡位置时,改变线圈中的电流方向,从而改变线圈的受力方向,使线圈能够继续转动。如果两端均全部刮掉,当线圈转过平衡位置时,由于电流方向不变,线圈的受力方向也不变,线圈会在平衡位置附近来回摆动一下而停止,不能持续转动。当左端全部刮掉时,该端与换向器始终接通,右端刮半周,则线圈有半周处于通电状态而受力转动,另外半周电路中无电流,线圈由于惯性继续转动,从而实现持续转动。故选A。
[2]电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关,当只改变其中一个因素时,电动机的转动方向就会发生改变。所以,要改变电动机的转动方向可以改变电流方向,如对调电源正负极;或改变磁场方向,如对调磁体的磁极。
6.如图所示,将扬声器的线圈一端连接电源负极,另一端与电源正极不断碰触,会听到扬声器发出“咔咔”的响声,这是因为变化的电流通过绕圈,使其在 中受到变化的力,从而带动锥形纸盆 而发声。
【答案】 磁场 振动
【详解】[1][2]通电导体在磁场中受到力的作用。如图,扬声器中有磁体和线圈,线圈处在磁体周围的磁场之中;将扬声器的线圈一端连接电源负极,另一端与电源正极不断碰触,线圈中会产生断断续续的变化的电流,变化的电流通过绕圈,使其在磁场中受到变化的力,从而带动锥形纸盆振动而发声。
7.小明打开一只电流表的外壳,观察电流表的内部结构,示意图如图甲所示。给电表线圈通入电流I后,线圈顺时针转动;
(1)撤去磁体,再次给电表线圈通入大小和方向均相同的电流I,指针将 (选填“不动”,“顺时针转动”或“逆时针转动”)。
(2)小明把线圈拆出来,其侧面示意图如图乙,则通入图乙中标示方的电流I时,它的P端是 极(选填“N”或“S”极)。
(3)把磁体、线圈装回原来位置,若让电流从B接线柱流入,A接线柱流出,线圈受到磁体的力如图甲所示;若仅改变电流方向,让电流从A接线柱流入,B接线柱流出,请在图丙中画出线圈Q点受力的示意图 ;
【答案】(1)不动
(2)S
(3)
【详解】(1)电流表指针转动是因为通电线圈在磁场中受力,撤去磁体后,线圈不受磁场力,所以指针不动。
(2)由图乙可知,电流从线圈上方流入,用安培定则(右手螺旋定则),右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向下端,下端为N极,则可判断P端是S极。
(3)通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向有关,只改变电流方向,通电线圈受力方向改变,故图丙中Q点受力方向与甲图中相反,即向上。如图所示:
8.小聪利用如图所示的装置做“探究磁场对通电导体的作用”实验。
(1)导体ab应选用轻质的 (选填“铁棒”或“铝棒”);
(2)接通电源,导体ab向右运动,说明磁场对通电导体有 的作用,该过程中 能转化为 能;
(3)将图中磁体的N、S极对调或改变通过导体ab的电流方向,观察到导体ab向 运动,说明通电导体在磁场中受到力的方向与 、 方向有关;
(4)如果将滑动变阻器的滑片向左移动,闭合开关,发现导体ab不动或运动得很慢,这说明通电导体所受磁场力的大小与 有关。
【答案】(1)铝棒
(2) 力 电 机械
(3) 左 磁场方向 电流
(4)电流大小
【详解】(1)为了确保实验中导体不受磁场的额外影响,应选择非磁性材料。铁棒是磁性材料,而铝棒是非磁性材料,因此应选择铝棒。
(2)[1][2][3]力可以改变物体的运动状态,当导体ab通电后在磁场中运动,说明磁场对通电导体有力的作用。在这个过程中,消耗电能,得到导体ab的机械能,因此是将电能转化为机械能。
(3)[1][2][3]将磁体的N、S极对调(磁场方向改变)或改变通过导体ab的电流方向,观察到导体ab向左运动,说明导体ab受到磁体对其的作用力方向发生变化,从而说明通电导体在磁场中受到力的方向与磁场方向、电流方向有关。
(4)滑动变阻器滑片向左移动,闭合开关,变阻器连入电路的电阻变大,导致电路中电流减小,导体ab不动或运动得很慢,可知导体ab所受磁场力的大小发生变化,这说明通电导体所受磁场力的大小与电流大小有关。
二、电动机的基本构造
9.下列用电器使用了电动机的是(  )
A.电风扇 B.电水壶 C.台灯 D.手电筒
【答案】A
【详解】A.电风扇是将电能转化机械能,应用了电动机。故A符合题意;
B.电水壶是将电能转化为内能。故B不符合题意;
C.台灯是将电能转化为内能和光能。故C不符合题意;
D.手电筒是将化学能转为内能和光能。故D不符合题意。
故选A。
10.如图所示的四种设备中,与电动机工作原理相同的是(  )
A.电钻 B.电热水壶
C.电灯 D.电磁起重机
【答案】A
【详解】电动机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;
A.电钻工作时,消耗电能,将电能转化为机械能,实质是一个电动机,工作原理是通电导体在磁场中受力运动,故A符合题意;
B.电热水壶工作时,消耗电能,将电能转化为内能,利用的是电流的热效应工作,故B不符合题意;
C.电灯工作时,消耗电能,将电能转化为光能和内能,故C不符合题意;
D.电磁起重机工作时,利用的是电流的磁效应,故D不符合题意。
故选A。
11.如图所示是直流电动机的模型,闭合开关后线圈顺时针转动,下列说法正确的是(  )
A.电动机在工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
B.线圈由图示位置转动时,ab边受力方向不改变
C.换用磁性更强的磁铁,可加快线圈转动速度
D.对调磁极同时改变电流方向,可加快线圈转动速度
【答案】C
【详解】A.电动机工作过程中,消耗的电能大部分转化为机械能,少部分转化为内能,是电流做功的过程,故A错误。
B.线圈由图示位置转动180°时,ab边的电流方向改变,故受力方向改变,故B错误;
CD.通电线圈受力与电流大小和磁场强度有关,用磁性更强的磁铁,作用力更大,可加快线圈转动速度,对调磁极同时改变电流方向,受力大小不变,方向不变,转速不变,故C正确,D错误。
故选C。
12.如图所示是直流电动机的模型,闭合开关后线圈顺时针转动,现要加快线圈顺时针转动的速度,下列方法中可行的是( )
A.减小电路中的电流 B.只改变电路中电流的方向
C.对调磁极位置同时改变电流方向 D.换用磁性更强的磁铁
【答案】D
【详解】A.减小电路中的电流,会使线圈的转速变慢,故A不符合题意;
B.只改变电路中电流的方向,线圈会逆时针转动,转速不变,故B不符合题意;
C.对调磁极位置同时改变电流方向,线圈转动方向和转速均不变,故C不符合题意;
D.换用磁性更强的磁铁,磁场变强,线圈的转速加快,故D符合题意。
故选D。
13.小雨同学自己做了一个直流电动机模型,接通电路后,发现电动机不转动.以下原因不可能的是( )
A.电源电压太低 B.电源正、负极接反了
C.开始时,线圈处于平衡位置 D.电刷接触不良
【答案】B
【详解】ACD.电动机在转动时电源电压过低电动机就不转,电刷接触不良时,没有电流通过线圈也不转动,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,它是一种将电能转化为机械能的机器.为了让电动机能够持续转动,在制作电动机时增加了换向器,当线圈刚好转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流的方向,及时改变通电线圈的受力方向,保证电动机能够连续转动.故ACD不符合题意;
B. 电源正、负极接反了,电动机将反转,而不是不转,故B符合题意.
14.如图装置是电动机的工作模型,在工作过程中, 起了关键的作用,它能使线圈刚刚转过 位置时,就自动改变线圈中的 ,从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。
【答案】 换向器 平衡 电流方向
【详解】[1][2][3]为了让电动机能够持续转动,在制作电动机时增加了换向器,当线圈刚好转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流的方向,及时改变通电线圈的受力方向,保证电动机能够连续转动。
15.如图甲乙所示,在线圈转动过程中,经过图甲位置时,线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力 ;经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置,此时线圈由于 不会静止;如图丙所示的线圈可以持续转动,是因为它加装了换向器,能在线圈刚转过平衡位置时,自动改变 中的电流方向。
【答案】 不在同一直线上 惯性 线圈
【详解】[1]如图甲,通电线圈左右两边中的电流大小相等、方向相反,线圈左右两边所受的两个力大小相等、方向相反,但不在同一直线上,故线圈左右两边所受的两个力不平衡。
[2]如图乙,当通电线圈所在平面与磁感线垂直时,线圈上下两个边中的电流大小相同、方向相反,受到作用力的大小相等、方向相反,线圈处于平衡状态,此时线圈受力平衡,但由于惯性,线圈会继续转动,不会静止。
[3]图丙所示的线圈可以持续转动,是因为它加装了换向器,它能在线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,从而改变线圈的受力方向,使线圈持续转动。
16.如图1是电动机的模型,磁场由两个电磁铁提供,abcd是线圈,闭合开关后,线圈ab边受力方向竖直向下,作逆时针旋转。将电源正负极对调后如图2(均不考虑导线MN段对线圈的影响),则下列说法正确的是(  )
A.图1中P为磁体S极
B.图2中cd边受力方向竖直向下
C.图2中的线圈将逆时针连续转动
D.图2中的线圈中能量转化为:机械能转化为电能
【答案】C
【详解】A.根据安培定则,用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。在图1中,电流从左边螺线管的左端内侧流入,根据安培定则可知,P为磁体N极,故A错误;
B.通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关。将电源正负极对调后,电流方向发生改变,同时磁场方向也改变,那么导体的受力方向不会改变。图1中ab边受力方向竖直向下,在图2中,ab边电流方向与图1中相反,所以ab边受力方向竖直向下,而cd边与ab边在同一线圈中,所以cd边受力方向竖直向上,故B错误;
C.由B选项分析可知,图2中线圈的受力方向没有发生改变,所以线圈还将逆时针连续转动,故C正确;
D.图2中的装置依然是电动机模型,电动机工作时是将电能转化为机械能,故D错误。
故选C。
17.图中, 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,F是磁场对通电导线的作用力。下列选项中,磁场对通电导线的力的方向正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.由安培定则可知,左边螺线管的右端为N极,右边螺线管的左端为S极,导线位置磁场指向右方,电流方向垂直纸面向外,根据左手定则,拇指应指向上方,而图中力F方向向下,故A错误;
B.由安培定则可知,左边螺线管的左端为S极,左侧导线位置磁场指向右方,电流方向垂直纸面向外,根据左手定则,拇指应指向上方,图中力F方向向上,正确;
由安培定则可知,右边螺线管的右端为S极,右侧导线位置磁场指向左方,电流方向垂直于纸面向里,根据左手定则,拇指应指向上方,图中力F方向向上,正确;故B正确;
C.如图导线cd的电流方向垂直纸面向外,磁场指向左方,根据左手定则,拇指应指向下方,而图中力F方向向上,故C错误;
D.蹄形磁铁上端为N极,下端为S极,导线所在处磁场方向向下,电流方向垂直纸面向里,根据左手定则,拇指应指向左侧,而图中力F方向向右,故D错误。
故选B。
18.如图所示,闭合开关,磁场对导体的力F竖直向下,下列选项分别表示闭合开关时磁场对导体ab或cd的力的方向正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场方向有关。
A.与题图相比,磁场方向不变,通过导体ab的电流方向改变,则受到的磁场力方向改变,应为竖直向上,故A错误;
B.与题图相比,磁场方向改变,通过导体cd的电流方向改变,则受到的磁场力方向不变,应为竖直向下,故B错误;
C.与题图相比,磁场方向改变,通过导体ab的电流方向不变,则受到的磁场力方向改变,应为竖直向上,故C错误;
D.与题图相比,磁场方向改变,通过导体ab的电流方向改变,则受到的磁场力方向不变,应为竖直向下,故D正确。
故选D。
19.如图所示,在磁场中的矩形铜线框处于静止状态。闭合开关后,AB段导体受到向上的磁场力,则(  )
A.电路中M处的电流大于Q处的电流
B.CD段导体受到磁场力的方向向下
C.矩形铜线框一定发生转动
D.若只将电源正负极对调,CD段受到磁场力的方向一定向下
【答案】D
【详解】A.电路中M与Q都并联在干路中,所以电路中M处的电流等于Q处的电流,故A错误;
B.闭合开关后,AB段导体受到向上的磁场力,电流方向是A到B。因为是并联,那么CD段导体中电流方向是C到D,可判断出CD段导体受到磁场力的方向也向上,故B错误;
C.因为AB段和CD段受到的磁场力方向相同,所以一定不发生转动,故C错误;
D.若只将电源正负极对调,电流方向会反向,那么CD段导体中电流方向变为D到C,根据受力方向与电流方向的关系,可知CD段受到磁场力的方向一定向下,故D正确。
故选D。
20.如图所示电路中,导体棒ab放在蹄形磁体的磁场里,小磁针放在螺线管正下方。闭合开关,发现导体棒ab向右运动,小磁针的N极向下偏转,则下列说法正确的是(  )
A.c、d分别是电源的负极、正极
B.仅对调电源正负极,闭合开关,则导体棒ab向左运动,小磁针N极向上偏转
C.对调电源正负极和蹄形磁体N、S极,闭合开关,则导体棒ab向左运动
D.对调电源正负极和蹄形磁体N、S极,闭合开关,则小磁针N极仍然向下偏转
【答案】B
【详解】A.小磁针的N极向下偏转,说明螺线管正下方为N极,根据安培定则可知电流从上方流入,下方流出,故c、d分别是电源的正极、负极,故A错误;
B,仅对调电源正负极,闭合开关,则导体棒ab向左运动,根据安培定则可知螺线管下端为S极,小磁针N极向上偏转,故B正确;
C.对调电源正负极和蹄形磁体N、S极,即同时改变了电流方向和磁场方向,导体棒运动方向不发生改变,所以闭合开关后,导体棒ab还向右运动,故C错误;
D.对调电源正负极和蹄形磁体N、S极,因为螺线管只改变了电流方向,所以闭合开关,小磁针N极向上偏转,故D错误。
故选B。
21.如图所示,某综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd,用小刀刮两端引线的漆皮,一端全部刮去,另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上,并按图示连接电路。闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈会持续转动。若只将电源的正负极互换,则电磁铁的上端的磁极是(  );相对原来的转动方向,线圈的转动方向会(  )。
A.N极 改变 B.N极 不变 C.S极 改变 D.S极 不变
【答案】D
【详解】若只将电源的正负极互换,电流从电磁铁的下端流入,根据安培定则,电磁铁的上端的磁极为S极,下端为N极。此时通过线圈abcd的电流方向改变,电磁铁的磁场方向也改变,所以线圈受力的方向不变,则转动方向不变。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
22.如图所示,放在U形磁铁两极之间的铝盘的下边缘浸在液态水银中,闭合开关S,铝盘会绕水平轴O转动。下列说法正确的是(  )
A.铝盘转动的原理与电动机的工作原理相同
B.将磁铁的磁极对调后,铝盘的转动方向不变
C.将电源的正负极对调后接入电路,铝盘的转动方向不变
D.左右移动滑动变阻器的滑片P,铝盘的转动方向改变
【答案】A
【详解】A.通电之后,有从铝盘圆心流向圆周的电流(相当于每根半径都是一个通电导线),通电铝盘在磁场中受到力的作用而运动,与电动机的工作原理相同,故A正确;
B.将磁铁的磁极对调后,铝盘的受力方向与原来相反,转动方向与原来相反,故B错误;
C.电源两极对调或磁极两极对调,铝盘受力方向与原来反向,转动方向会改变,故C错误;
D.左右移动滑动变阻器的滑片P,铝盘中的电流大小发生变化,铝盘受到的磁场力的大小发生变化,转动速度变化,铝盘的转动方向不会改变,故D错误。
故选A。
23.如图,水平放置的两光滑金属导轨与电路连接并置于垂直导轨向里的匀强磁场(磁场强弱和方向处处相同)中,两根相同的金属棒AB、CD与导轨紧密接触且可自由滑动,导轨足够长,AB、CD及定值电阻的阻值均为R,其余部分电阻不计,固定金属棒AB,把双向开关接到接线柱3,金属棒CD受到水平向左的磁场力作用,则(  )
A.金属棒AB没有受到磁场力的作用 B.金属棒AB受到水平向左的磁场力作用
C.电流流过金属棒AB将电能转化为机械能 D.电流流过金属棒CD将电能全部转化为内能
【答案】B
【详解】A.开关接到接线柱3,电路通路,有电流通过AB,则通电导体在磁场中受到力的作用,故A不符合题意;
B.图示中,AB、CD并联在电路中,通过的电流方向相同,CD受到水平向左的磁场力作用,则AB也受到向左磁场力作用,故B符合题意;
C.有电流通过的AB在磁场中受到力的作用而运动时,将电能转化为机械能,但AB被固定,此时电能转化为内能,故C不符合题意;
D.电流流过金属棒CD,CD受到到力的作用而运动,电能部分转化为机械能,另外电流通过CD做功,将部分电能转化为内能,故D不符合题意。
故选B。
24.放在通电螺线管旁边的通电导线受力情况如图所示(“ ”表示电流方向垂直纸面向外,“×”表示电流方向垂直纸面向里)。则下列选项中,通电导线受力情况正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由题图可知通电导线中电流方向垂直纸面向里时,在S极附近受力的方向水平向上。
A.相对于题图,通电导线中电流方向不变,根据安培定则可知,通电螺线管右侧为S极,通电导体受力方向不改变,为竖直向上,故A错误;
B.相对于题图,通电导线中电流方向不变,根据安培定则可知,通电螺线管左侧为N极,磁场方向不变,通电导体受力方向应变为向上,故B错误;
C.相对于题图,通电导线中电流方向不变,右侧为N极,磁场方向向右,改变了,故通电导线受力方向改变,为竖直向下,故C错误;
D.相对于题图,通电导线中电流方向变为垂直纸面向外,左侧为S极,右侧为N极,磁场方向改变了,通电导线中电流方向和通电螺线管磁极同时改变,通电导线的位置没有改变,故通电导体受力方向不变,为竖直向上,故D正确。
故选D。
25.图甲是扬声器的构造侧面示意图,图乙是扬声器的磁体和线圈正面示意图,N、S分别代表环形磁铁的北极和南极。当线圈接通电时,线圈受到磁铁的作用而向内运动。下列选项中通电线圈受到磁铁的作用运动情况正确的是(未画出磁感线)(  )
A.线圈受到磁铁的作用而向内运动
B.线圈受到磁铁的作用而向内运动
C.线圈受到磁铁的作用而向内运动
D.线圈静止不动
【答案】B
【详解】A.选项图与图乙相比,电流方向不变,N、S极对调,即磁场方向改变,因此线圈受力方向与图乙相反,故线圈受到磁铁的作用而向外运动。故A错误;
B.选项图与图乙相比,电源正负极对调,即电流方向相反,N、S极对调,即磁场方向改变,因此线圈受力方向与图乙相同,故线圈受到磁铁的作用而向内运动。故B正确;
CD.选项图与图乙相比,电源正负极对调,即电流方向相反,N、S极不变,即磁场方向不变,因此线圈受力方向与图乙相反,故线圈受到磁铁的作用而向外运动,线圈不会静止不动。故CD错误。
故选B。
26.自制扬声器如图所示:在空心塑料筒外缠绕线圈并粘贴在纸杯底部,上方放置强磁铁。现将干电池连接在线圈两端,线圈 (选填“会”或“不会”)持续受到磁场的作用力,扬声器纸杯 (“会”或“不会”)持续发声,当线圈被磁铁吸引时,磁铁下方靠近线圈的磁极为 (选填“N”或“S”)极,该磁极类型与地理 (选填“北”或“南”)极对应的地磁极类型相同。
【答案】 会 不会 N 南
【详解】[1][2]将干电池连接在线圈两端后,线圈中有电流通过,所以线圈会持续受到磁场力的作用;但由于干电池提供给线圈的是直流电,线圈在磁场中受力方向不会发生改变,所以线圈不能来回振动,则扬声器纸杯不会持续发声。
[3][4]根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指方向就是螺线管的N极,因此线圈的下端是N极,上端是S极,根据磁极间相互作用的关系可知,线圈被磁铁吸引,因此磁铁下方靠近线圈的磁极为N极,由于地磁场方向与地理方向相反,因此该磁极类型与地理南极对应的地磁极类型相同。
27.如图,移动变阻器R1的滑片向 移,导线AB受力摆动就增大,说明磁场对通电导体的作用力大小与 有关;移动变阻器R2的滑片向 移,导线AB受力摆动也增大。
【答案】 右 磁场的强弱 左
【详解】[1][2][3]如图可知,左侧构成了电磁铁,滑动变阻器可以改变电路电流,从而改变其磁场的强弱,右侧是通电导线在磁场中受力,其受力的大小与磁场的强弱和电流的大小有关;滑动变阻器R1的滑片向右移动,电路中电流增大,电磁铁磁性增强,导线ab受力摆动就增大,说明磁场对通电导体的作用力与磁场的强弱有关;滑动变阻器R2的滑片向左移动,导线中电流增大,导线ab受力摆动也增大。
28.(2025·山东济南·中考真题)如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机,要想改变多匝线圈转动的方向,下列方法可行的是(  )
A.只增强磁体的磁性 B.只减少线圈的匝数
C.只升高电源的电压 D.只对调磁体的两极
【答案】D
【详解】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动,其转动方向与电流方向和磁场方向有关。
A.只增强磁铁的磁性可以增加电动机的转动速度,但不能改变转动方向,故A不符合题意;
B.只减少线圈的匝数可以改变电动机的转动速度,但不能改变转动方向,故B不符合题意;
C.只升高电源的电压,可以改变电动机的转动速度,但不能改变转动方向,故C不符合题意;
D.只对调磁体的两极,可以改变转动方向,故D符合题意。
故选D。
29.(2025·山东潍坊·中考真题)如图所示,是某兴趣小组自制的简易电动机。一块纽扣强磁铁的上端磁极吸附在一根铁钉的底部,铁钉的尖端竖直地吸在一节干电池的正极上;将导线一端接在电池负极,若另一端接在磁铁上,铁钉和磁铁就会沿图示方向转动。整个实验电路电阻较小,下列分析正确的是(  )
A.铁钉中电流的方向是从尖端指向底部
B.铁钉和磁铁转动时,机械能转化为电能
C.电路中电流较大,不能长时间进行实验
D.若将磁铁的上下磁极调换,铁钉和磁铁仍沿图示方向转动
【答案】AC
【详解】A.在电路中,电流的方向规定为正电荷定向移动的方向,在电源外部,电流从电源正极流出,经过用电器后回到电源负极。由题意可知,铁钉尖端吸在干电池正极上,磁铁吸附在铁钉底部,导线一端接电池负极、另一端接磁铁,所以电流从电池正极出发,经过铁钉尖端,流向铁钉底部,再经过磁铁和导线回到电池负极,因此铁钉中电流的方向是从尖端指向底部,故A正确;
B.简易电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,工作过程中是将电能转化为机械能,而不是机械能转化为电能(机械能转化为电能是发电机的工作原理),故B错误;
C.题目明确提到整个实验电路电阻较小,根据欧姆定律(电源电压U不变,电阻R较小),电路中的电流会较大。长时间通过大电流,会导致电池和导线发热严重,可能损坏电池或使导线绝缘皮熔化,所以不能长时间进行实验,故C正确;
D.铁钉和磁铁的转动方向与电流方向和磁场方向有关(通电导体在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向都有关)。若将磁铁的上下磁极调换,磁场方向发生改变,而电流方向不变,那么通电的铁钉在磁场中受到的力的方向会发生改变,因此铁钉和磁铁的转动方向会与图示方向相反,故D错误。
故选AC。
30.(2024·广东·中考真题)将自制的电动机接入电路,如图所示,其中支架A是 (选填“导体”或“绝缘体”)。闭合开关,线圈开始转动,磁场对线圈 (选填“有”或“无”)作用力。仅调换磁体的磁极,线圈转动方向与原转动方向 。
【答案】 导体 有 相反
【详解】[1]支架A是铜或者铁这些金属制成的,容易导电,是导体。
[2]闭合开关,线圈开始转动,说明磁场对线圈有力的作用,使线圈运动状态发生改变。
[3]当仅仅调换磁体的磁极时,磁场方向改变,使线圈受力方向改变,所以线圈转动方向与原转动方向相反。
31.(2024·山东威海·中考真题)我国航空母舰福建舰配备的电磁弹射装置通电后能够将飞机弹出,其电磁学原理是 ;飞机 (选填“逆风”“顺风”)滑行时更有利于飞机起飞。
【答案】 通电导体在磁场中受力而运动 逆风
【详解】[1]电磁弹射器的弹射车轨道与飞机前轮接触,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。
[2]飞机逆风起飞时飞机的速度不需要加速到很大,飞机就可相对空气有一个较大的相对速度,从而获得足够的升力。
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