16.3磁场对电流的作用 电动机 同步练习

16.3磁场对电流的作用 电动机
一．选择题（共12小题）
1．（2017?柳州）如图所示的用电器中，利用电动机工作的是（　　）

A．电扇 B．电灯 C．电热水壶 D．电饭锅
2．（2017?西宁）发电机和电动机的发明使人类步入电气化时代，制造电动机所依据的原理是（　　）
A．电磁感应现象
B．电流的周围存在着磁场
C．磁场间的相互作用
D．通电导体在磁场中受到力的作用
3．（2017?齐齐哈尔）根据图示装置探究的原理，可以制成下列哪种用电器（　　）
A．电水壶 B．电风扇 C．麦克风 D．电磁起重机

4．（2017?盐城）如图所示，导体棒ab向右运动，下列操作能使导体棒向左运动的是（　　）
A．调换磁极 B．取走一节干电池
C．将导体棒a、b端对调 D．向左移动滑动变阻器滑片
5．（2017?宜宾）央视2套有一档节目“是真的吗？”曾经播出过一个小实验，如图所示：上、下两个磁铁的磁力能把铁钉、电池和下面的磁铁悬吊起来，再用导线与上下两个磁铁接触构成闭合电路，这时电池和下面的磁铁一起旋转起来．这表明（　　）
A．通电导线在磁场中受力 B．磁能生电
C．通电导体周围存在磁场 D．地球周围存在磁场
6．（2017?德州）如图为实验室常用电流表内部构造图．多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈与一根指针相连．当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显出电流的大小．图中与这一过程工作原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
7．（2017?重庆）关于如图所示的电和磁知识，下列描述错误的是（　　）
A．电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的
B． 有金属外壳的家用电器外壳不接地会有安全患
C．梳头后的塑料梳子能吸引小纸屑是因为梳子具有磁性
D．磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的
8．（2017?成都）如图是探究“让通电导体在磁场中动起来”的装置图，下列说法正确的是（　　）
A．该装置探究的是电动机的原理
B．该装置探究的是发电机的原理
C．只改变电流方向时，通电导体的受力方向不变
D．只改变磁场方向时，通电导体的受力方向不变
9．（2017?绵阳）一矩形线圈放在蹄形磁铁的两极之间，刚通电时在磁场作用下扭转方向如图甲所示．现将该线圈放在图乙所示的蹄形螺线管间，a、b为螺线管与电源的接口．某同学进行了如下四次操作：
①a接正极b接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流
②b接正极a接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流
③a接正极b接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流
④b接正极a接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流
线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同的是（　　）
A．①和③ B．②和④ C．①和④ D．②和③
10．（2017?衡阳）下列能够说明电动机工作原理的实验装置是（　　）
A． B． C． D．
11．如图所示四个实验中能够研究磁场对电流作用的是（　　）
A． B． C． D．
12．如图所示，图中“×”表示磁感线的方向垂直纸面向里，当导体AB向左运动时，（AB与金属导线接触处都能通电），小磁针（黑色表示N极）（　　）
A．不转动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．无法判断
　
二．填空题
13．如图所示，ab为可以沿着光滑金属轨道移动的导体，符号“×”表示垂直与纸面向里的磁场的磁感线，螺线管AB及线圈绕向固定不动．
（1）ab向左运动时，小磁针的N极会向左偏转，此时，螺线管B端是　 　（选填“S极”或“N极”）．
（2）若将运动的ab看做一个电源，则a端为　 　极．
14．如图所示，直导线自由悬挂，不计阻力的情况下，给直导线通电，蹄形磁体对通电直导线有　 　的作用，根据这个原理可以制作　 　机，此过程中直导线中　 　（“有”或“没有”）产生感应电流．
15．图甲为某兴趣小组制作的“神奇转框”，转框的上部中央与电池正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧，该转框可以绕电池及柱形物持续转动．在转动过程中，能量转化是　 　，柱形物应具有较好的导电性和　 　（填物理属性）．图乙所示的四个实验中，能说明该神奇转框工作原理的是　 　．
16．小刚将“220V 100W”的灯泡接在家庭电路上，闭合开关，用一蹄形磁铁去靠近灯泡的玻璃泡，如图所示，他发现发光的灯丝来回振动，这一现象的产生原因跟　 　（电动机/发电机）的工作原理一致；灯丝来回振动而不是偏向一侧的原因和　 　一直在改变有关，该灯正常工作1h消耗的电能能使标有“3000R/KW?h”字样电能表的转盘转过　 　圈．

17．如图所示，是“探究磁场对通电导线的作用”的实验装置．当闭合开关S时，导线ab受到磁场力的作用而向左运动．现在，如果只将磁场方向变为与原来方向相反，那么导线ab将向　 　运动；如果只将电流方向变为与原来方向相反，那么导线ab将向　 　运动；如果同时将电流方向和磁场方向变为与原来方向相反，那么导线ab将向　 　运动．（选填“左”或“右”）
18．1901年，挪威人伯克兰造出世界上第一台电磁发射器，首开电磁炮先河．为了认识电磁炮的一些特性，小柯制作了一个电磁炮模型，其原理如图所示．螺线管通电后，在磁力作用下，铁制撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管．
（1）小柯要增强电磁炮中螺线管磁场，下列方法可行的是　 　（选填字母）
A．增加螺线管的线圈匝数 B．改变线圈中的电流方向 C．增大通过螺线管的电流
（2）由图可知，铁制撞针在通电螺线管内被磁化，接触炮弹的一端为　 　极（填“N”、“S”）．
（3）图中炮弹外壳最不可能使用的金属材质是　 　
A．钛 B．钢 C．铜 D．铝．
19．如图所示，垂直于金属导轨放置的导体棒ab置于蹄形磁铁的磁场中．闭合开关后，导体棒ab沿导轨运动，　 　机就是根据这一原理制成的．若只对调磁铁的N、S极，则导体棒ab沿导轨运动方向将　 　（选填“改变”或“不变”）．
20．如图（a）所示，一根垂直于纸面的导线P放置在一水平放置条形磁铁的正上方，若导线受到磁铁给它的作用力的方向竖直向下，则导线中电流的方向是垂直纸面　 　（选填：“向外”或“向内”）；现将该导线稍微向右平移一段距离，如图（b）所示，则这根导线受到磁铁对它的作用力的方向为　 　（选填：“右下方”、“右上方”、“左下方”或“左上方”）．
三．作图题
21．如图所示，通电导线中电流的方向向右，磁场对通电导线力的方向如图A所示．改变实验条件，在图B中画出磁场对通电导线的作用图的示意图．
22．按要求作图：
图中通电导体ab受到到的力如图所示，请在乙图中画出通电导线ab受到的力的方向．
23．如图所示，根据图甲中通电导体受力的情况画出图乙、丙、丁中通电导体受力的方向．
　
四．实验探究题
24．（2017?海南）如图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，小谦同学实际探究时，在电路上连接了一个滑动变阻器，实验记录如下表：
实验序号
磁场方向
ab中电流方向
ab运动方向
1
向下
无电流
静止不动
2
向下
由a向b
向左运动
3
向上
由a向b
向右运动
4
向下
由b向a
向右运动
（1）用笔画线代替导线，在乙图中将变阻器正确连入电路，小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是　 　．
（2）比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与　 　有关，比较实验　 　，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关．
（3）小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是　 　．
（4）小谦想在甲图的基础上对实验进行改造，来探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，他要把图甲中的电源换成图丙中的　 　．
25．（2017?兰州）如图所示的实验装置，在两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体ab．
（1）接通电源，这时会看到导体ab向左运动，这表明　 　；
（2）若只对调磁体的磁极或只改变导体ab中的电流方向，观察到导体ab均向右运动，这表明　 　；
（3）如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体ab中的电流方向，会看到导体ab的运动方向跟原来　 　（选填“相同”或“相反”）．
26．如图所示，在“磁场对通电直导线的作用”实验中，小明把一根轻质的铝棒AB用细线悬挂后置于蹄形磁体的磁场中．
（1）接通电源，铝棒AB向左运动．说明磁场对电流有　 　的作用，　 　（电动机/发电机）利用这一原理工作的．
（2）若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到铝棒AB向　 　（左/右）运动，说明力的方向与　 　方向有关．
（3）小明猜想磁场对通电直导线作用力的大小可能与导线中电流大小有关．请在图中器材的基础上，添加一只器材，设计一个简单实验，探究这一猜想．
添加器材：　 　；简要做法：　 　．
27．在研究“磁场对通电导体的作用”实验中．
（1）利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在a、b之间接入　 　，根据该原理可制成　 　；
（2）①在乙图中，通电后cd段导线受磁场力F1的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力F2的方向是竖直向上，F1与F2不是一对平衡力，这是因为　 　；
②要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装　 　，自动改变线圈中的电流方向．
28．如图所示，进行通电导线在磁场中受力运动实验，回答下列问题：
（1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab　 　；（填“运动”或“静止”）
（2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，这时导线ab　 　；
（3）保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，这时导线ab将反向运动．由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟　 　的方向和　 　的方向都有关系．
（4）若增加电源电压或增强磁体的磁性，导体的运动速度会　 　（填“加快”或“减慢”），这说明导体在磁场中受到力的作用，力的大小跟　 　和　 　有关．
29．当初，发明电流表的人应该有以下的思维过程：
（1）电流表应串联在被测电路中，这样利用串联电路的特征“　 　”可知：电流表显示的电流值就等于被测电路的电流值．
（2）为提高测量的精度，电流表的接入对原电路的影响可以忽略，因此电流表的内部电阻应该　 　．（填“较大”、或“较小”）
（3）如图为我们实验室所用电流表的内部结构示意图，当接入电路，有电流通过线圈时，线圈在磁场中受力转动从而带动指针偏转！它实际上与　 　（选填“电动机”或“电磁铁”）的工作原理相同．
（4）我们知道电流表在使用过程中，若电流从负接线柱进入，正接线柱流出，则指针会反偏，原因是　 　．
30．科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）．
（1）由图可知两平行通电导线之间有力的作用．当通入的电流方向相同时，导线相互　 　；当通入电流方向相反时，导线相互　 　；
（2）判断通电直导线周围磁场方向的方法是：用右手握导线，大拇指指向电流方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向，根据这个方法，请你判定甲图中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面　 　；（填“向里”或“向外”）
（3）上述现象的原因是：通电导线a周围产生的磁场对通电导b有力的作用．当导线a中的电流方向改变时，其磁场的方向也发生改变，导线b受力方向随之改变；由此可知：与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过　 　来实现的．
31．小科同学要研究通电导体在磁场中受力情况，装置选择如下图所示．
悬挂在细金属丝上的金属棒AB处在磁场中．探究过程如下：
（1）当C、D两个线头没有接到电池组的正负极上时，AB棒保持静止不动，而一旦使C、D两个线头接触到电池组的正负极时，AB棒立即摆动起来，这一现象说明：　 　．
（2）留心的同学还会注意到，当两个线头分别接触C、D两极时，金属棒相对蹄形磁铁向里摆动，而如果将两个线头对调一下再接触C、D两极，则看到金属棒相对蹄形磁铁向外摆动，这一现象说明：　 　．
（3）如果两个线头像图示那样接触C、D，而把蹄形磁铁上下翻转一下（S极在上），则金属棒也相对蹄形磁铁向外摆动，这一现象说明：　 　．
五．解答题
32．阅读短文，回答问题：
电动自行车调速系统
常用电动自行车调速系统主要由磁铁、霍尔传感器、控制器和开关K四部分组成．
霍尔传感器是将磁信号转变成电信号的装置，它产生的电压U0随磁场增强而增大．在转动电动自行车手柄旋转套时，旋转套中磁铁与固定在手柄中的霍尔传感器的距离发生改变，使U0发生变化．
控制器的作用是将自身产生的电压U1与霍尔传感器的电压U0比较后，输出控制电压UK，控制开关K的通断，当U1小于U0时，UK=1V，图甲中开关K闭合；U1大于U0时，UK=0，K断开．
正常行驶时，电动自行车U1的大小随时间周期性变化，如图乙所示，控制器输出的UK使开关交替通断，每分钟约一万次．当U0增大，每次开关K闭合与断开时间的比值就增大，电动机的转速也随之增大．
（1）电动自行车在行驶过程中主要的能量转化情况与下列哪种相同？　 　
A．发电机 B．扬声器 C．话筒 D．电热水壶
（2）当控制电压UK=0时，电动机中　 　（有/无）电流通过．
（3）如图丙所示，将霍尔传感器从条形磁铁的S极附近水平移动到N极附近．在此过程中，霍尔传感器产生电压的变化情况是　 　．
33．在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小敏按照图示组装实验器材．
（1）为完成该观察活动且实验效果明显，放在蹄形磁体磁场中的直导线EF应选择下列哪种金属棒（ 金属棒为实心且形状体积相同，ρ铜＞ρ铁=ρ钢＞ρ铝 ）　 　
A．铁棒 B．钢棒 C．铜棒 D．铝棒
（2）选择恰当直导线后，将滑动变阻器的滑片移动到适当位置．闭合开关，看到直导线EF向右运动．说明磁场对通电导体有力的作用，　 　（填“发电机”“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的．
（3）将滑动变阻器的滑片向　 　（填“左”或“右”）端移动，发现直导线EF向右运动并摆起的幅度更大，这说明磁场对通电导体作用力的大小与　 　有关．
（4）若要使直导线EF向左运动，可采取的方法（写出1种）：　 　．
（5）若想用上述器材研究电磁感应现象，闭合开关前，应将电路中的电源换成　 　 （填“小灯泡”“电压表”或“灵敏电流计”），再闭合开关，让导线EF左右切割磁感线运动，观察实验现象．
34．阅读《跳跃环》一文，回答下列问题
跳跃环
同学们在科技馆看到展品跳跃环：两个不同高度的圆柱形铁芯底部各有一个线圈，线圈上方的铁芯上各套着铝环，如图1所示．
其中一个线圈通交流电，另一个线圈通直流电．通电后看到：两个铝环都跳跃起来了．通交流电的线圈上方的铝环跳跃之后会悬浮在一定的高度上，如图2所示；而通直流电的线圈上方的铝环跳跃后，回落到接近底部时，速度会迅速减小，但最后还是会缓缓落到底部．为什么会有这种现象呢？当通过铝环内部的磁场发生变化时，铝环内部将产生感应电流．这种电流在金属内形成闭合回路，犹如水的旋涡一般，称之为涡流．由涡流形成的磁场被称为涡流磁场．线圈通电时会产生磁场，且磁感线在靠近线圈的地方较密．不论是直流电还是交流电，在这一瞬间，铝环内部磁场的变化很快，于是铝环内会产生强大的电流（即涡流）．同时，涡流会产生与线圈磁场相反的磁场，两个磁场相互排斥，铝环便会弹跳起来．铝环跳起后，如果线圈中通的是直流电，线圈产生的磁场不变，因此铝环只有在运动时其内部磁场才会有变化，并产生感应电流．在下落过程中，铝环的感应电流会使下落的速度减小．如果是交流电，线圈产生的磁场会周期变化，因此铝环不论是运动还是静止，其内部磁场时刻都在变化，即其内部时刻都会有感应电流．在某一特定位置，铝环所受的磁场力与重力达到平衡，铝环就会在这里静止．
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）当线圈通电时，周围就会产生磁场，这是电流的　 　效应．
（2）线圈中通入　 　电，能使铝环跳起后停在空中．（选填“交流”或“直流”）
（3）铝环向上跳起是因为铝环中强大电流产生的磁场与通电线圈产生的磁场相互　 　．（选填“吸引”或“排斥”）
（4）若铝环中间有缺口，不能形成闭合的圆环，铝环　 　向上跳起．（选填“能”或“不能”）
35．某纯电动SUV品牌汽车应用了“高效变频电驱动技术”，在售车部广告上有“百公里耗电量仅9度”的报道，该车部分性能参数如下表．
车身重量
/kg
引擎
类型
电机额定
功率/kW
动力蓄电池
连续行驶
里程/km
最高速度
km/h
1330
电动机
7.5
铅酸电池72V 200Ah
160
70
下表是该车《驾驶守则》中的部分安全距离表格．
刹车前的车速v（km/h）
反应距离L（m）
刹车距离s （m）
停车距离x（m）
40
10
10
20
50
12.5
15
27.5
60
15
22.5
37.5
其中反应距离指驾驶员从发现情况到开始刹车过程中汽车匀速行驶的距离，刹车距离指从刹车到停下过程中汽车减速行驶的距离．停车距离x为反应距离与刹车距离之和．刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一．
（1）电动机工作时，其工作原理是　 　，该汽车的动力蓄电池在充满电后电池存储的电能为　 　．
（2）该车三相交流变频电机采用交流调速方式，在效率一定时，其耗电功率与转速的立方成正比，而行驶速度与电机转速成正比，则汽车所受阻力f与车速v的关系为（用文字表述）　 　．
（3）①当汽车以最高时速70km/h匀速行驶时，其反应距离为　 　m．②汽车保持恒定功率5.0kW在平直路面行驶时，其所受阻力大小为360N，则汽车匀速行驶的速度为v=　 　km/h，这一速度所对应的停车距离为　 　m．
（4）若小明一家三口周日乘坐此车到无锡灵山春游，全家人的总质量为170kg，汽车车轮与地面接触的总面积为0.2m2，求汽车慢速行驶过程中车轮对地面的压强（g=10N/kg）？
（5）请你推理演算论证该车“百公里耗电量仅9度”的报道是否真实？
36．为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机（如图），他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来．
（1）要想改变线圈的转动方向，小明可采用的措施是：　 　；（写出一点）
（2）开关闭合后，如果电动机不转，可能原因是：　 　；（写出一点）
（3）小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是　 　，并在虚线框内画出实验电路图（电动机用符号M表示）．
37．小红在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电
流强度有关．她设计了如图所示的装置，验证磁场给通电导体的作用力与电流是否有关．实验步骤如下，请你补充完整：
（1）将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直；
（2）给导体两端加电压U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α1；
（3）给导体两端加电压U2，U2＞U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α2；
（4）　 　，即可知道磁场给通电导体的作用力与电流是否有关．
（5）小刚也利用该装置探究磁场给通电导体的作用力与电流有关是否，但两次实验中给导体棒所通电流方向均与小红的相反，比较小刚和小红的做法你认为　 　
A． 都可以 B．小红更好 C．小刚更好
（6）小红想进一步探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是她更换了另一根较长的导体棒，这样改变自变量　 　（选填“对”或“不对”）．
38．在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根轻质的铝棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示．
（1）小明闭合开关，看到铝棒稳定时如图乙所示．　 　（选填“发电机”或“电动机”）就是利用这一原理制成的．
（2）在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先对调磁极位置，闭合开关，观察到铝棒ab稳定时如图丙所示，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与　 　方向有关．然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将铝棒ab两端对调后接入电路，发现铝棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关．你认为小明的做法错在哪里？　 　．
（3）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢？为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表，并通过将铝棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更大的铁棒和电阻更小的铜棒来改变电路中的电流，进行对比实验过程中，小明应根据　 　（选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”）来推断通电导线在磁场中的受力大小．
39．电磁炮
电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器．与传统大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能，与传统的火药推动的大炮相比，电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程．
如果说到电磁炮的基本原理其实并不神秘．不过是在弹丸中产生一个电流，在发射轨道上产生一个强磁场．由于不用火药，因而减小了发射成本和暴露目标的危险性．
电磁炮不仅用于军事用途，科学家甚至设想应用这一原理发射卫星呢．
（1）电磁炮是利用电流在磁场中　 　的原理工作的，这与我们学习过的　 　工作原理是一样的．
（2）电磁炮发射过程中，将电磁能转化为　 　能．
（3）简述电磁炮发射成本低和暴露危险小的理由：　 　．
40．如图是无针注射器，它能按照事先制定的程序给不同深度的皮肤注射各种剂量的药物．对患有“针头恐惧症”的病人来说，由于这种创新性注射器不会让患者疼痛，将来可能大受欢迎．
研究人员表示，这种技术有很多好处：例如大幅减少医生和护士使用针头注射器时不小心扎到他们自己的意外事故；另外，有些患者想方设法避开定期注射胰岛素等药物时所带来的不适，而一种无针注射装置有助于改善这种状况，让这类患者欣然接受药物注射．
这种设计是建立在一种名为“洛伦兹力致动器”的机械装置基础上的．这种装置很小，但功能强大，外面缠绕着金属线圈，和存放药物的安瓿瓶内的一个活塞相连．通电时，这种无针注射器内的电流与磁体的磁场相互作用，产生强大助推力，推动活塞前进，以高压高速（几乎接近空气中的声速）将药物通过安瓿瓶喷嘴喷射出来，而这个喷嘴就和蚊子的尖喙一样宽．并且，不同的皮肤类型需要各种相应的压力才能将足够剂量的药物喷射到所需深度．
（1）无针注射依靠磁场对　 　有力的作用，推动活塞工作的．
（2）安瓿瓶喷嘴的设计成面积　 　（选填“大”或“小”），对皮肤压强　 　（选填“大”或“小”）
（3）洛伦兹力的本质是　 　
A．磁场对运动电荷有力的作用 B．电磁感应 　C．电压是形成电流的原因．
　
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
1．（2017?柳州）如图所示的用电器中，利用电动机工作的是（　　）

A．电扇 B．电灯 C．电热水壶 D．电饭锅
【分析】电动机是利用通电导体在磁场中受力运动制成的，在选项中找出反映这个原理的即可．
【解答】解：A、电风扇核心部件是电动机，工作时主要把电能转化为机械能，是利用通电导体在磁场中受力运动制成的，故A正确；
B、电灯工作时，主要把电能转化为内能，使灯丝温度升高达到白炽状态而发光，是利用电流的热效应工作的，故B错误；
CD、电热水壶、电饭锅工作时，都把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故CD错误．
故选A．
【点评】本题主要考查学生电动机的原理、电流的热效应，利用电动机工作的特点是把电能转化为机械能，利用热效应工作的电器特点是把电能主要转化成内能，是一道基础题
　
2．（2017?西宁）发电机和电动机的发明使人类步入电气化时代，制造电动机所依据的原理是（　　）
A．电磁感应现象
B．电流的周围存在着磁场
C．磁场间的相互作用
D．通电导体在磁场中受到力的作用
【分析】电动机的工作原理：通电导体在磁场中受到力的作用．发电机的工作原理：电磁感应现象．
【解答】解：电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用的原理来工作的．
故选D．
【点评】此题主要考查的是电动机的工作原理﹣﹣通电导体在磁场中受到力的作用．要注意和发电机的工作原理的区别．
　
3．（2017?齐齐哈尔）根据图示装置探究的原理，可以制成下列哪种用电器（　　）
A．电水壶 B．电风扇 C．麦克风 D．电磁起重机
【分析】通电导线在磁场中受力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，利用该原理制成电流电动机．
【解答】解：图中有电源，即闭合开关后，磁场中的金属棒ab中会有电流通过，即会在磁场中受力运动，即说明通电导线在磁场中受力的作用，电动机就是利用该原理制成的．
A、电水壶是利用电流的热效应工作的，故A错误；
B、电风扇中有电动机，是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理，故B正确；
C、麦克风是利用电磁感应现象的原理，故C错误；
D、电磁起重机主要部件是一个电磁铁，即是利用电流的磁效应的原理工作的，故D错误；
故选B．
【点评】此题考查了电动机的原理和应用，是一道综合题．
　
4．（2017?盐城）如图所示，导体棒ab向右运动，下列操作能使导体棒向左运动的是（　　）
A．调换磁极 B．取走一节干电池
C．将导体棒a、b端对调 D．向左移动滑动变阻器滑片
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向．如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变．改变电流大小，只能改变受力大小，不能改变受力方向．
【解答】解：
通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向两个因素有关；
A、将磁体的磁极对调，磁场方向与原来相反，则导体棒的受力方向与原来相反，能使导体棒向左运动，故A正确；
B、取走一节干电池，减小电源电压，减小电路中的电流，会改变受力大小，但不会改变运动方向，故B错误；
C、将导体棒a、b端对调，不能改变导体中的电流方向，不能改变受力方向，故C错误；
D、将滑动变阻器的滑片P向左移动，电路的电阻减小，电路中的电流增大，会改变受力大小，但不会改变运动方向，故D错误．
故选A．
【点评】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．
　
5．（2017?宜宾）央视2套有一档节目“是真的吗？”曾经播出过一个小实验，如图所示：上、下两个磁铁的磁力能把铁钉、电池和下面的磁铁悬吊起来，再用导线与上下两个磁铁接触构成闭合电路，这时电池和下面的磁铁一起旋转起来．这表明（　　）
A．通电导线在磁场中受力 B．磁能生电
C．通电导体周围存在磁场 D．地球周围存在磁场
【分析】题目中有电源是电动机是根据通电导体在磁场中受力而转动的原理来工作的．
【解答】解：题中有电源，构成闭合回路，电路中有电流，导体在磁场中受到力的作用而转动，故A正确．
故选A．
【点评】本题考查了学生根据题中的信息找出其中蕴含的物理原理，是一道难题．
　
6．（2017?德州）如图为实验室常用电流表内部构造图．多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈与一根指针相连．当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显出电流的大小．图中与这一过程工作原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
【分析】首先利用图示的装置分析出其制成原理，然后再逐个分析选择项中的各电学元件的制成原理，分别与前面分析的结论对应即可得到答案．
【解答】解：通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大．因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小．
A、图中为奥斯特实验装置，是利用电流的磁效应制成的，与电流表的制成原理无关，故A错误．
B、图中为发电机的原理图，是利用电磁感应现象制成的，与电流表的制成原理无关．故B错误．
C、图中为电动机的原理图，是利用通电线圈在磁场中受力而转动的理论制成的．故C正确；
D、图中电磁铁是利用电流的磁效应制成的，与电流表的制成原理无关．故D错误．
故选C．
【点评】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理，如：天平、温度计、电话、电磁继电器、测力计，以及此题中提到的这些设备．针对它们的制成原理的考查，是一个热点题型，需要重点掌握．
　
7．（2017?重庆）关于如图所示的电和磁知识，下列描述错误的是（　　）
A．电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的
B．有金属外壳的家用电器外壳不接地会有安全患
C．梳头后的塑料梳子能吸引小纸屑是因为梳子具有磁性
D．磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的
【分析】（1）明确通电导线在磁场中受力的作用后，可以使导线在磁场中产生运动；
（2）有金属外壳的家用电器使用的插座；
（3）两种不同物质组成的物体相互摩擦后，物体能吸引轻小物体的现象是摩擦起电；
（4）磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作．
【解答】解：A、电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的，故A正确；
B、有金属外壳的家用电器使用的三孔插座，避免金属外壳带电接触后发生触电事故，故B正确；
C、塑料梳子和头发摩擦，塑料梳子因摩擦而带电，吸引碎纸屑；属于摩擦起电现象；故C错误；
D、磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的，故D正确．
故选C．
【点评】本题主要考查电动机的原理、三孔插座、摩擦起电、电流的磁效应，常见题目．
　
8．（2017?成都）如图是探究“让通电导体在磁场中动起来”的装置图，下列说法正确的是（　　）
A．该装置探究的是电动机的原理
B．该装置探究的是发电机的原理
C．只改变电流方向时，通电导体的受力方向不变
D．只改变磁场方向时，通电导体的受力方向不变
【分析】（1）该装置中有电源提供电能，这是研究通电导体在磁场中受力的装置，是电动机的工作原理．
（2）磁场对通电导体的作用力的方向与电流方向、磁场方向的有关．
【解答】解：AB、该装置中有电源提供电能，这是研究通电导体在磁场中受力的装置，是电动机的工作原理，故A正确，B错误．
CD、磁场对通电导体的作用力的方向与电流方向、磁场方向的有关，只改变电流方向或只改变磁场都可以改变通电导体的受力方向，故CD错误．
故选A．
【点评】研究通电导体在磁场中受力的实验装置中有电池，电能转化为机械能，根据此原理制成电动机；研究电磁感应现象的实验装置中没有电池，机械能转化为电能，根据此原理制成发电机．
　
9．（2017?绵阳）一矩形线圈放在蹄形磁铁的两极之间，刚通电时在磁场作用下扭转方向如图甲所示．现将该线圈放在图乙所示的蹄形螺线管间，a、b为螺线管与电源的接口．某同学进行了如下四次操作：
①a接正极b接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流
②b接正极a接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流
③a接正极b接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流
④b接正极a接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流
线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同的是（　　）
A．①和③ B．②和④ C．①和④ D．②和③
【分析】（1）根据安培定则判断通电螺线管的磁极；
（2）磁场对电流（通电导体）有力的作用，据此制成了电动机；
（3）通电导体受力的方向与电流的方向和磁感线的方向有关．
【解答】解：①若乙图中a接正极b接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极，与甲图的磁场方向相反，线圈中通与图甲电流方向相同的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反；
②若乙b接正极a接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为N极，与甲图的磁场方向相同，线圈中通与图甲电流方向相同的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同；
③若乙a接正极b接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极，与甲图的磁场方向相反，线圈中通与图甲电流方向相反的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同；
④若乙b接正极a接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为N极，与甲图的磁场方向相同，线圈中通与图甲电流方向相反的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反；
综合分析②③，故D正确．
故选D．
【点评】本题考查了安培定则和磁场对电流的作用的知识，是一道综合题，有一定的难度．
　
10．（2017?衡阳）下列能够说明电动机工作原理的实验装置是（　　）
A． B． C． D．
【分析】电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用．正确分析四个选项各是研究什么问题的，再做回答．
【解答】解：A、图中是奥斯特实验，小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场，不符合题意；
B、图中电路有电流，通电导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的工作原理，符合题意；
CD、图中导体和线圈在外力作用下运动，切割磁感应线，电流表指针发生偏转，说明此时有感应电流产生，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，不符合题意．
故选B．
【点评】本题涉及的内容有电流的磁效应、电动机的原理和发电机的原理．注意电磁感应和通电导体在磁场中受力运动的装置是不同的，前者外部没有电源，后者外部有电源．
　
11．如图所示四个实验中能够研究磁场对电流作用的是（　　）
A． B． C． D．
【分析】根据图示的实验装置，结合实验现象推出其反应的物理规律即可得到答案．
【解答】解：A、开关断开，导体中没有电流时，导体在磁场中静止，当开关变化，导体中有电流通过时，导体运动起来，说明通电导体在磁场中受到力的作用．故A正确．
B、导线中没有电流时，小磁针指向南北方向，当导线中有电流通过时，小磁针的指向发生偏转，由此体现了电流的周围存在磁场．故B错误．
C、通电后螺线管可以吸引小磁针，是验证电磁铁的磁极与电流的方向的关系，故C错误；
D、导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针偏转，说明电路中产生了电流，这是电磁感应现象．故D错误．
故选A．
【点评】在电磁学中，将实验装置与其反应的物理理论联系起来非常重要，这也是考查的重点知识点之一．
　
12．如图所示，图中“×”表示磁感线的方向垂直纸面向里，当导体AB向左运动时，（AB与金属导线接触处都能通电），小磁针（黑色表示N极）（　　）
A．不转动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．无法判断
【分析】右手定则的内容：磁感线垂直穿过手心，大拇指指向导体运动的方向，则四指的指向为电流的方向，从而分析通过通电螺线管中电流的方向，从而判断极性，根据异名磁极相吸，确定转动方向．
【解答】解：当导体AB向左运动时，根据右手定则可知，感应电流的方向由A到B；则通过螺线管中的电流方向C到D，根据安培定侧可知，螺线管的左侧为N极、右侧为S极；因为异名磁极相互吸引，所以小磁针会顺时针转动，只有B正确．
故选B．
【点评】本题考查右手定则的运用，先判断感应电流的方向，再确定通电螺线管的极性，根据异名磁极相吸确定小磁针的转向．
　
二．填空题（共8小题）
13．如图所示，ab为可以沿着光滑金属轨道移动的导体，符号“×”表示垂直与纸面向里的磁场的磁感线，螺线管AB及线圈绕向固定不动．
（1）ab向左运动时，小磁针的N极会向左偏转，此时，螺线管B端是　N　（选填“S极”或“N极”）．
（2）若将运动的ab看做一个电源，则a端为　负　极．
【分析】（1）小磁针N极的偏转方向和磁极间的作用规律判定螺线管的极性；
（2）根据安培定则判定电流的方向，从而判定出电源的两极．
【解答】解：
（1）ab向左运动时，小磁针的N极会向左偏转，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的A端为S极，B端为N极；
（2）由前面分析可知，螺线管的B端为N极，根据安培定则可知，螺线管中电流是从左端流入，右端流出（即流回到电源的负极），故a端为负极．
故答案为：（1）N；（2）负．
【点评】解答本题主要用到了安培定则、磁极间的相互作用，有一定的综合性，但难度并不太大，需要细心作答，否则容易出错，是一道不错的题目．
　
14．如图所示，直导线自由悬挂，不计阻力的情况下，给直导线通电，蹄形磁体对通电直导线有　力　的作用，根据这个原理可以制作　电动　机，此过程中直导线中　有　（“有”或“没有”）产生感应电流．
【分析】（1）通电导线在磁场中受力的作用，其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，利用该原理制成了电动机；
（2）闭合电路的一部分导体在场中作切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流．
【解答】解：如图所示，若直导线中有电流通过，其恰好处于磁场中，此时通电直导线会受力运动，电动机就是利用该原理制成的；
此直导线为闭合电路的一部分导体，它在磁场中做切割磁感线运动，所以此时直导线中会产生感应电流．
故答案为：力；电动；有．
【点评】此题考查了电磁感应现象、磁场对电流的力作用的知识点的理解和应用，是一道综合题．
　
15．图甲为某兴趣小组制作的“神奇转框”，转框的上部中央与电池正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧，该转框可以绕电池及柱形物持续转动．在转动过程中，能量转化是　电能转化为机械能　，柱形物应具有较好的导电性和　磁性　（填物理属性）．图乙所示的四个实验中，能说明该神奇转框工作原理的是　A　．
【分析】本实验利用了通电导体在磁场中受力的原理，因此，要有磁场的存在，同时还要有电流的存在．这一过程中，将电能转化为机械能．
【解答】解：（1）金属线框绕电池转动过程中将电能转化为机械能；
（2）在实验中，圆柱形物体提供了磁场，同时还是电路的一部分，因此，它具有导电性和磁性．
（3）在本实验中，铜线框之所以能够转动，是由于通电线框在磁场中受力，同电动机的原理相同．
A、是电动机的原理图，是根据通电导体在磁场中受到力的作用做成的，故A正确；
B、是发电机的原理图，是根据电磁感应现象制成的，故B错误；
C、是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故C错误；
D、是电磁铁的原理图，故D错误；
故答案为：电能转化为机械能；磁性；A．
【点评】了解实验装置的结构，明确其工作原理，再进一步确定其性质和能量转化，是解答的关键．
　
16．小刚将“220V 100W”的灯泡接在家庭电路上，闭合开关，用一蹄形磁铁去靠近灯泡的玻璃泡，如图所示，他发现发光的灯丝来回振动，这一现象的产生原因跟　电动机　（电动机/发电机）的工作原理一致；灯丝来回振动而不是偏向一侧的原因和　电流方向　一直在改变有关，该灯正常工作1h消耗的电能能使标有“3000R/KW?h”字样电能表的转盘转过　300　圈．
【分析】（1）由通电导线在磁场中受磁场力可以分析灯丝发生的现象，电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成；
（2）照明电路中使用的是交流电，电流方向在不断发生变化，据此分析灯丝来回振动的原因；
（3）据电能的计算公式W=Pt计算即可；据电能表盘参数“3000R/kW?h”字样可以计算出转数．
【解答】解：
（1）闭合开关，用一蹄形磁铁去靠近灯泡的玻璃泡，发光的灯丝来回振动，说明了磁场对通电导体有力的作用，电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成；
（2）照明电路中使用的是交流电，通过小灯泡的电流方向在不断发生变化，故小灯泡的灯丝在磁场中受力是变化的，故小灯泡的灯丝将抖动；
（3）据灯泡正常工作，所以此时的功率是100W，即0.1kW，故W=Pt=0.1kW×h=0.1kW?h；
据电能表盘上标有3000R/kW?h，所以转动的圈数是：n=3000×0.1=300R．
故答案为：电动机；电流方向；300．
【点评】此题考查了磁场对电流的作用、电能的计算、电功率的计算等知识点，是一道综合题．
　
17．如图所示，是“探究磁场对通电导线的作用”的实验装置．当闭合开关S时，导线ab受到磁场力的作用而向左运动．现在，如果只将磁场方向变为与原来方向相反，那么导线ab将向　右　运动；如果只将电流方向变为与原来方向相反，那么导线ab将向　右　运动；如果同时将电流方向和磁场方向变为与原来方向相反，那么导线ab将向　左　运动．（选填“左”或“右”）
【分析】影响通电导体在磁场中运动方向的因素是电流的方向和磁场的方向；当电流方向不变时，只改变磁场的方向，物体运动方向将向相反的方向运动；当磁场方向不变，只改变电流的方向时，物体的运动方向也将向相反的方向运动，如果都同时改变电流和磁场的方向，物体的运动方向将不发生变化．
【解答】解：（1）如果只将磁场方向变为与原来方向相反，导线ab受力方向将改变，即向右；
（2）如果磁极位置不变，仅改变ab中的电流方向，导线ab受力方向也将改变，即向右；
（3）如果同时将电流方向和磁场方向变为与原来方向相反，导线ab的受力方向不变，即向左；
故答案为：右；右；左．
【点评】解决此类题目的关键是知道通电导线在磁场中所受力的方向与磁场的磁感线方向和导体中的电流方向有关，改变其中一个，物体受力的方向就会发生改变，如果两个方向都改变，则物体受力的方向不变．
　
18．1901年，挪威人伯克兰造出世界上第一台电磁发射器，首开电磁炮先河．为了认识电磁炮的一些特性，小柯制作了一个电磁炮模型，其原理如图所示．螺线管通电后，在磁力作用下，铁制撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管．
（1）小柯要增强电磁炮中螺线管磁场，下列方法可行的是　AC　（选填字母）
A．增加螺线管的线圈匝数 B．改变线圈中的电流方向 C．增大通过螺线管的电流
（2）由图可知，铁制撞针在通电螺线管内被磁化，接触炮弹的一端为　S　极（填“N”、“S”）．
（3）图中炮弹外壳最不可能使用的金属材质是　B　
A．钛 B．钢 C．铜 D．铝．
【分析】（1）通电螺线管的磁场强弱与电流的强弱和线圈的匝数有关，据此解答；
（2）据安培定则判断该螺线管的NS极，而后据题意判断接触炮弹的一端是什么磁极即可；
（3）磁铁只能对磁性材料有力的作用；
【解答】解：（1）由题意可知，要想增强电磁炮弹中螺线管磁场，可以增加螺线管的线圈的匝数或增强螺线管线圈中电流，故应选AC；
（2）螺线管左端应是N极，而电磁炮的原理是这样描述的“螺线管通电后，在磁力的作用下，铁质撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管”．很明显铁质撞针的左端（不是接触炮弹的那一端）也应是N极，这样在磁力的作用下，向前移动．问题是题目中问的是撞针”接触炮弹的一端“就应是S极．
（3）此时铁质撞针对炮弹有推动作用，且铁质撞针有磁性，所以炮弹的外壳一定不能用磁性材料，故不能用钢，故选B；
故答案为：（1）AC；（2）S；（3）B．
【点评】此题考查了通电螺线管磁性强弱的影响因素、安培定则的判断和磁体间的相互作用的判断，是一道综合题．
　
19．如图所示，垂直于金属导轨放置的导体棒ab置于蹄形磁铁的磁场中．闭合开关后，导体棒ab沿导轨运动，　电动　机就是根据这一原理制成的．若只对调磁铁的N、S极，则导体棒ab沿导轨运动方向将　改变　（选填“改变”或“不变”）．
【分析】（1）磁场对通电导体有力的作用，平时我们看到家用电器中有电动机的，就是利用该原理工作的；
（2）通电导体的受力方向与磁场方向和电流方向有关．
【解答】解：（1）垂直于金属导轨放置的导体棒ab置于蹄形磁铁的磁场中．闭合开关后，导体棒ab沿导轨运动说明通电导线在磁场中受磁场力而运动起来；电动机就是利用此原理制成的；
（2）因为通电导体的受力方向与磁场方向和电流方向有关，当只改变其中一个方向时，导体的受力方向会发生改变，当同时两个方向时，导体的受力方向不变，因此若只对调磁铁的N、S极，则导体棒ab沿导轨运动方向改变．
故答案为：电动；改变．
【点评】知道通电导线在磁场中受力的作用，且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关是解决该题的关键．
　
20．如图（a）所示，一根垂直于纸面的导线P放置在一水平放置条形磁铁的正上方，若导线受到磁铁给它的作用力的方向竖直向下，则导线中电流的方向是垂直纸面　向内　（选填：“向外”或“向内”）；现将该导线稍微向右平移一段距离，如图（b）所示，则这根导线受到磁铁对它的作用力的方向为　左下方　（选填：“右下方”、“右上方”、“左下方”或“左上方”）．
【分析】（1）在磁体外部磁感线的方向是从N极出发回到S极，判断导体中电流的方向时利用左手定则；
（2）用磁感线来描述磁场时，磁场的方向是磁感线上某一点的切线方向，根据左手定则判断将该导线稍微向右平移一段距离时受到磁铁对它的作用力的方向．
【解答】解：（1）磁场在图（a）中的方向是水平向右，伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向下穿过手心，则手心朝左，大拇指竖直向下，四指指向电流方向，故导线中电流的方向是垂直纸面向内；
（2）将该导线稍微向右平移一段距离，磁场的方向为该点的切线方向，由左手定则可知，这根导线受到磁铁对它的作用力的方向为左下方．
故答案为：向内；左下方．
【点评】本题考查了左手定则的应用，明确两点磁场的方向是关键．
　
三．作图题（共3小题）
21．如图所示，通电导线中电流的方向向右，磁场对通电导线力的方向如图A所示．改变实验条件，在图B中画出磁场对通电导线的作用图的示意图．
【分析】先由已知的图A中关系明确磁场的方向，利用受力方向与磁场方向和电流方向的关系确定：一个方向变化，受力方向变化，两个方向同时变化，受力方向不变；
【解答】解：由图A可知，此时磁场对通电导线作用力的方向向右，改变实验条件，磁场的方向改变，电流的方向也改变了，所以所受力的方向不改变，还是向右，如下图：
．
【点评】本题由已知的A图中关系明确磁场的方向，B图利用受力方向与磁场方向和电流方向的关系确定．
　
22．按要求作图：
图中通电导体ab受到到的力如图所示，请在乙图中画出通电导线ab受到的力的方向．
【分析】受力方向与磁场方向和电流方向的有关：一个方向变化，受力方向变化，两个方向同时变化，受力方向不变；
【解答】解：由图甲可知，此时磁场对通电导线作用力的方向向右，改变实验条件，磁场的方向改变，电流的方向也改变了，所以所受力的方向不改变，还是向右，如下图：
．
【点评】本题由已知的甲图中关系明力的方向，乙图利用受力方向与磁场方向和电流方向的关系确定．
　
23．如图所示，根据图甲中通电导体受力的情况画出图乙、丙、丁中通电导体受力的方向．
【分析】根据影响导体在磁场受力的方向的因素分析回答．
【解答】解：影响通过导体在磁场受力的方向与磁场的方向和导体中电流的方向有关，若只改变其中一个因素，则受力方向改变，若同时改变其中二个因素，则受力方向不改变，
图乙和甲图比，只改变了磁场的方向，故受力方向与图甲相反；
图丙和甲图比，改变了磁场的方向和电流的方向，故受力方向与图甲相同；
图丁和甲图比，只改变了导体中电流的方向，故受力方向与图甲相反；
如下所示：
【点评】本题考查影响导体在磁场受力的方向的因素，若只改变其中一个因素，则受力方向改变，若改变其中二个因素，则受力方向不改变．
　
四．实验探究题（共8小题）
24．（2017?海南）如图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，小谦同学实际探究时，在电路上连接了一个滑动变阻器，实验记录如下表：
实验序号
磁场方向
ab中电流方向
ab运动方向
1
向下
无电流
静止不动
2
向下
由a向b
向左运动
3
向上
由a向b
向右运动
4
向下
由b向a
向右运动
（1）用笔画线代替导线，在乙图中将变阻器正确连入电路，小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是　保护电路　．
（2）比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与　磁场方向　有关，比较实验　2、4　，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关．
（3）小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是　转换法　．
（4）小谦想在甲图的基础上对实验进行改造，来探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，他要把图甲中的电源换成图丙中的　灵敏电流计　．
【分析】（1）滑动变阻器按“一上一下”的接；滑动变阻器起到保护电路的作用；
（2）通电导体在磁场中受力，受力方向与磁场方向、电流方向两个因素有关，只改变其中一个因素，可以改变运动方向，同时改变两个因素，运动方向不会改变；
（3）导线在磁场中受力方向是通过观察导线运动方向，用到了转换法；
（4）要探究影响感应电流方向的因素需要用灵敏电流计来显示产生的感应电流．
【解答】解：滑动变阻器按“一上一下”的接；接法如图所示：
滑动变阻器起到保护电路的作用防止电源被短路；
（2）比较实验2和3，电流方相相同，磁场方向不同，导体运动的方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关；
比较实验2、4，磁场方向相同，电流方向不同，导体运动方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关．
（3）实验中通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是转换法；
（4）探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，需要用灵敏电流计代替电源来显示产生感应电流的方向．
故答案为：（1）见上图；保护电路；（2）磁场方向；2、4；（3）转换法；（4）灵敏电流计．
【点评】本题考查了滑动变阻器的连接和作用、通电导体在磁场中受力方向影响的因素、产生感应电流的器材等知识，注意结合控制变量法分析和转换法的应用．
　
25．（2017?兰州）如图所示的实验装置，在两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体ab．
（1）接通电源，这时会看到导体ab向左运动，这表明　通电导体在磁场中会受力的作用　；
（2）若只对调磁体的磁极或只改变导体ab中的电流方向，观察到导体ab均向右运动，这表明　通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关　；
（3）如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体ab中的电流方向，会看到导体ab的运动方向跟原来　相同　（选填“相同”或“相反”）．
【分析】据课本可知，通电导线在磁场中受力的作用；且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关；
【解答】解：（1）接通电源，这时会看到导体ab向左运动，即说明ab受到向左的力的作用，即说明通电导体在磁场中会受力的作用；
（2）只对调磁体的磁极或只改变导体ab中的电流方向，观察到导体ab均向右运动，即说明ab所受力的方向发生了改变，即说明：通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关；
（3）如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体ab中的电流方向，即等于改变了两个因素，所以会看到导体ab的运动方向跟原来相同；
故答案为：（1）通电导体在磁场中会受力的作用；
（2）通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关；
（3）相同；
【点评】知道通电导线在磁场中受力的作用是解决该题的关键．
　
26．如图所示，在“磁场对通电直导线的作用”实验中，小明把一根轻质的铝棒AB用细线悬挂后置于蹄形磁体的磁场中．
（1）接通电源，铝棒AB向左运动．说明磁场对电流有　力　的作用，　电动机　（电动机/发电机）利用这一原理工作的．
（2）若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到铝棒AB向　右　（左/右）运动，说明力的方向与　磁场的　方向有关．
（3）小明猜想磁场对通电直导线作用力的大小可能与导线中电流大小有关．请在图中器材的基础上，添加一只器材，设计一个简单实验，探究这一猜想．
添加器材：　滑动变阻器　；简要做法：　在图所示的电路中串联一个滑动变阻器，移动变阻器的滑片，改变导线中电流的大小，观察通电导线摆动的幅度；比较通电导线摆动的幅度，以此判断磁场对通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关　．
【分析】（1）通电导体在磁场中受到力的作用；电动机就是利用该原理制成的；
（2）通电导体的运动方向跟电流方向、磁感线方向有关，二者只能改变其一，如果两者都改变，导体运动方向不变；
（3）在电压一定时，导体中的电流大小跟导体的电阻大小有关，滑动变阻器就是靠改变连入电路中电阻线的长度来改变电路中电流大小的．
【解答】解：（1）把一根轻质的铝棒作为直导线放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，看到直导线向左运动．说明磁场对通电导线有力的作用；电动机就是利用该原理制成的；
（2）只将磁体的两极对调，接通电源，导体的运动方向会改变，所以观察到直导线向右运动；说明力的方向与磁场的方向有关；
（3）探究磁场中通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关，可以在其他条件不变的情况下，添加一滑动变阻器来改变电路中的电流．
其做法如下：在图所示的电路中串联一个滑动变阻器，移动变阻器的滑片，改变导线中电流的大小，观察通电导线摆动的幅度；
判断方法：比较通电导线摆动的幅度，以此判断磁场对通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关．
故答案为：（1）力；电动机；（2）右；磁场的；（3）滑动变阻器；在图所示的电路中串联一个滑动变阻器，移动变阻器的滑片，改变导线中电流的大小，观察通电导线摆动的幅度；比较通电导线摆动的幅度，以此判断磁场对通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关．
【点评】此题主要考查的是学生对通电导体在磁场中受力、受力方向以及滑动变阻器的作用的理解和掌握，基础性题目．
　
27．在研究“磁场对通电导体的作用”实验中．
（1）利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在a、b之间接入　电源　，根据该原理可制成　电动机　；
（2）①在乙图中，通电后cd段导线受磁场力F1的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力F2的方向是竖直向上，F1与F2不是一对平衡力，这是因为　F1、F2的方向不在同一直线　；
②要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装　换向器　，自动改变线圈中的电流方向．
【分析】（1）电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的；
（2）二力平衡的条件是同物、等大、反向、共线，据此判断；
换向器可以改变线圈中电流的方向．
【解答】解：（1）利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，即必须有电源，所以在ab间应接电源；利用该原理制成了电动机；
（2）①在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不是一对平衡力，这是因为这两个力不作用在一条直线上．
②要使图乙中的线圈可以持续转动，是在外部加装了换向器．当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动．
故答案为：（1）电源；电动机；（2）①F1、F2的方向不在同一直线；②换向器；
【点评】此题属于电磁学中比较复杂的题目，考查内容较多，主要考查了电动机的原理，考查较全面，应重点掌握．
　
28．如图所示，进行通电导线在磁场中受力运动实验，回答下列问题：
（1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab　运动　；（填“运动”或“静止”）
（2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，这时导线ab　反方向运动　；
（3）保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，这时导线ab将反向运动．由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟　电流　的方向和　磁场　的方向都有关系．
（4）若增加电源电压或增强磁体的磁性，导体的运动速度会　加快　（填“加快”或“减慢”），这说明导体在磁场中受到力的作用，力的大小跟　电流的大小　和　磁场的强弱　有关．
【分析】（1）电动机的原理：通电导体在磁场中受力的作用；
（2）通电导体在磁场中受力，受力方向与磁场方向、电流方向两个因素有关，只改变其中一个因素，可以改变运动方向，同时改变两个因素，运动方向不会改变；
（3）通电导体受力的大小与通过导体电流的大小和磁场磁性强弱有关，电流越大、磁性越强，导体运动的速度越快．
【解答】解：（1）由于通电导线在磁场中受磁场力会运动起来，因此把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线ab运动；
（2）通电导线在磁场中受力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，所以把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相反，这时导线ab将反向运动；
（3）只保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，这时导线ab将反向运动．由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向与磁场方向和电流方向有关．
（4）通过导体的电流越大、磁场的磁性越强，导体运动的速度越快；这说明导体在磁场中受到力的作用，力的大小跟电流的大小和磁场磁性的大小有关．
故答案为：（1）运动；（2）反方向运动；（3）电流；磁场；（4）加快；电流的大小，磁场的强弱；
【点评】本题考查磁场对电流的作用情况，电流在磁场中的受力与磁场和电流的方向有关，并且不在同一平面内，故我们采用左手定则进行判定．
　
29．当初，发明电流表的人应该有以下的思维过程：
（1）电流表应串联在被测电路中，这样利用串联电路的特征“　各处电流相等　”可知：电流表显示的电流值就等于被测电路的电流值．
（2）为提高测量的精度，电流表的接入对原电路的影响可以忽略，因此电流表的内部电阻应该　较小　．（填“较大”、或“较小”）
（3）如图为我们实验室所用电流表的内部结构示意图，当接入电路，有电流通过线圈时，线圈在磁场中受力转动从而带动指针偏转！它实际上与　电动机　（选填“电动机”或“电磁铁”）的工作原理相同．
（4）我们知道电流表在使用过程中，若电流从负接线柱进入，正接线柱流出，则指针会反偏，原因是　通电线圈在磁场中转动的方向与电流方向有关　．
【分析】（1）根据串联电路的电流特点回答；
（2）电流表是串联在电路中，因为电压一定，为了减小电流表对电路中电流大小的影响，根据欧姆定律可知电流表的电阻应该非常小；
（3）解决此题要知道通电导线在磁场中会受到磁场力的作用；
（4）通电线圈在磁场中转动的方向与电流方向有关．
【解答】解：
（1）电流表应串联在被测电路中，因为串联电路中各处电流相等，所以电流表显示的电流值就等于被测电路的电流值；
（2）根据I=可知，在U一定时，为了减小电流表对电路中电流大小的影响，电流表的电阻应该非常小；
（3）当电表中有电流通过时，指针会发生偏转，其工作原理是通电线圈在磁场中由于受到磁场力而会发生转动，它实际上与电动机的工作原理相同；
（4）通电线圈在磁场中转动的方向与电流方向有关，所以电流从负接线柱进入，正接线柱流出时，电流表的指针会反向偏转．
故答案为：（1）各处电流相等；（2）较小；（3）电动机；（4）通电线圈在磁场中转动的方向与电流方向有关．
【点评】本题考查了学生对串联电路的电流特点、欧姆定律、电流表原理的掌握和运用，应用于实验分析中，有难度．
　
30．科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）．
（1）由图可知两平行通电导线之间有力的作用．当通入的电流方向相同时，导线相互　吸引　；当通入电流方向相反时，导线相互　排斥　；
（2）判断通电直导线周围磁场方向的方法是：用右手握导线，大拇指指向电流方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向，根据这个方法，请你判定甲图中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面　向里　；（填“向里”或“向外”）
（3）上述现象的原因是：通电导线a周围产生的磁场对通电导b有力的作用．当导线a中的电流方向改变时，其磁场的方向也发生改变，导线b受力方向随之改变；由此可知：与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过　磁场　来实现的．
【分析】（1）由图中显示的现象是靠拢还是远离，判断两导线之间的作用力；
（2）用右手螺旋定则判断；
（3）通电导线a的周围有磁场，通电导体b放在了通电导线a的磁场内，受到磁场的作用；
磁体的周围存在磁场，磁体之间通过磁场产生力的作用；两导线的电流都产生磁场，电流之间的作用也是通过磁场产生力的作用．
【解答】解：（1）由图可知，当通入的电流方向相同时，导线靠拢，说明两导线相互吸引；
当通入电流方向相反时，导线远离，说明两导线相互排斥；
（2）用右手握导线，大拇指指向电流方向（向上），则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向，
a的左侧垂直于纸面向外，b处（a的右侧）垂直于纸面向里；
（3）通电导线a周围产生的磁场对通电导线b有力的作用；与磁体之间的相互作用一样，电流之间的相互作用也是通过磁场来实现的．
故答案为：（1）吸引；排斥；（2）向里；（3）磁场．
【点评】本题考查了电流的磁场、磁场对电流的作用，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．
　
31．小科同学要研究通电导体在磁场中受力情况，装置选择如下图所示．
悬挂在细金属丝上的金属棒AB处在磁场中．探究过程如下：
（1）当C、D两个线头没有接到电池组的正负极上时，AB棒保持静止不动，而一旦使C、D两个线头接触到电池组的正负极时，AB棒立即摆动起来，这一现象说明：　通电导体在磁场中受到磁场对它的作用力　．
（2）留心的同学还会注意到，当两个线头分别接触C、D两极时，金属棒相对蹄形磁铁向里摆动，而如果将两个线头对调一下再接触C、D两极，则看到金属棒相对蹄形磁铁向外摆动，这一现象说明：　磁场对通电导体作用力的方向与电流方向有关　．
（3）如果两个线头像图示那样接触C、D，而把蹄形磁铁上下翻转一下（S极在上），则金属棒也相对蹄形磁铁向外摆动，这一现象说明：　磁场对通电导体作用力的方向与磁场方向有关．　．
【分析】解答本题应掌握：通电导线在磁场中受力的作用，力的方向取决于电流和磁场方向．
【解答】解：（1）AB棒立即摆动，说明棒受到了磁场力的作用，即通电导体在磁场中受到力的作用；
（2）当两个线头分别接触C、D两极时，金属棒相对蹄形磁铁向里摆动，如果将两个线头对调一下再接触C、D两极，改变了导体中电流方向，受力方向也发生了变化，金属棒相对蹄形磁铁向外摆动，故说明受力的方向与电流方向有关；
（3）如果两个线头像图示那样接触C、D，而把蹄形磁铁上下翻转一下（S极在上），改变了磁场方向，导体的受力方向也发生了变化，金属棒也相对蹄形磁铁向外摆动，这一现象说明力的方向与磁场方向有关；
故答案为：（1）通电导体在磁场中受到磁场对它的作用力；（2）磁场对通电导体作用力的方向与电流方向有关；（3）磁场对通电导体作用力的方向与磁场方向有关．
【点评】本题属实验的分析，不过内容我们已经知道，属简单题目．
　
五．解答题（共9小题）
32．阅读短文，回答问题：
电动自行车调速系统
常用电动自行车调速系统主要由磁铁、霍尔传感器、控制器和开关K四部分组成．
霍尔传感器是将磁信号转变成电信号的装置，它产生的电压U0随磁场增强而增大．在转动电动自行车手柄旋转套时，旋转套中磁铁与固定在手柄中的霍尔传感器的距离发生改变，使U0发生变化．
控制器的作用是将自身产生的电压U1与霍尔传感器的电压U0比较后，输出控制电压UK，控制开关K的通断，当U1小于U0时，UK=1V，图甲中开关K闭合；U1大于U0时，UK=0，K断开．
正常行驶时，电动自行车U1的大小随时间周期性变化，如图乙所示，控制器输出的UK使开关交替通断，每分钟约一万次．当U0增大，每次开关K闭合与断开时间的比值就增大，电动机的转速也随之增大．
（1）电动自行车在行驶过程中主要的能量转化情况与下列哪种相同？　B　
A．发电机 B．扬声器 C．话筒 D．电热水壶
（2）当控制电压UK=0时，电动机中　无　（有/无）电流通过．
（3）如图丙所示，将霍尔传感器从条形磁铁的S极附近水平移动到N极附近．在此过程中，霍尔传感器产生电压的变化情况是　先变小后变大　．
【分析】（1）电动机是利用通电线圈在磁场里受力运动的原理制成的．明确各选项所利用的原理可做出解释；
（2）由材料判断出UK=1V时，开关的关闭状态，即可知道电动机中有无电流通过；
（3）根据霍尔传感器从条形磁铁的S极附近水平移动到N极附近过程中，根据磁场的变化判断出霍尔传感器产生电压变化．
【解答】解：（1）电动机是利用通电线圈在磁场里受力运动的原理制成的．
A、发电机是利用电磁感应现象来工作的；
B、扬声器运用了通电线圈在磁场里受力运动的原理制成的；
C、话筒是利用电磁感应的原理，将声信号转化成电信号的；
D、电热水壶是利用电流的热效应原理制成的；
故选B；
（2）由材料可知UK=0，K断开，电路中无电流通过；
（3）已知条形磁铁的磁性是两端最强，中间弱；则霍尔传感器从条形磁铁的S极附近水平移动到N极附近过程中，根据磁场的磁性是由强变弱，然后由弱变强，所以根据U0随磁场增强而增大的特点可知霍尔传感器产生电压U0变化是先变小后变大；
故答案为：（1）B；（2）无；（3）先变小后变大．
【点评】本题是信息阅读题，需要学生从材料中找出每项需要的数据和变化规律，然后根据规律分析判断得出．
　
33．在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小敏按照图示组装实验器材．
（1）为完成该观察活动且实验效果明显，放在蹄形磁体磁场中的直导线EF应选择下列哪种金属棒（ 金属棒为实心且形状体积相同，ρ铜＞ρ铁=ρ钢＞ρ铝 ）　D　
A．铁棒 B．钢棒 C．铜棒 D．铝棒
（2）选择恰当直导线后，将滑动变阻器的滑片移动到适当位置．闭合开关，看到直导线EF向右运动．说明磁场对通电导体有力的作用，　电动机　（填“发电机”“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的．
（3）将滑动变阻器的滑片向　右　（填“左”或“右”）端移动，发现直导线EF向右运动并摆起的幅度更大，这说明磁场对通电导体作用力的大小与　电流的大小　有关．
（4）若要使直导线EF向左运动，可采取的方法（写出1种）：　改变电流方向/把蹄形磁体的磁极对调　．
（5）若想用上述器材研究电磁感应现象，闭合开关前，应将电路中的电源换成　灵敏电流计　 （填“小灯泡”“电压表”或“灵敏电流计”），再闭合开关，让导线EF左右切割磁感线运动，观察实验现象．
【分析】（1）选择的金属棒应该是非铁类物质（防止被磁化），并且密度较小（同样体积质量小）；
（2）通电导体在磁场中受力的作用，电动机就是根据这个原理制成的；
（3）磁场对通电导体作用力的大小与磁场强弱和电流的大小有关；
（4）磁场对通电导体作用力的方向与磁场方向和电流方向有关，当变化其中一个方向时，受力方向变化，两个方向同时改变，受力方向不变；
（5）研究电磁感应现象时，利用灵敏电流计显示是否有电流产生，因此应将电路中的电源换成灵敏电流计．
【解答】解：
（1）为了使实验效果明显，选择的金属棒应该是非铁类物质，并且密度较小，应选择铝棒，故选D；
（2）闭合开关，看到直导线EF向右运动．说明磁场对通电导体有力的作用，电动机就是根据该原理制成的．
（3）将滑动变阻器的滑片向右端移动，连入电阻变小，通过导体的电流变大，直导线EF向右运动摆起的幅度更大，这说明磁场对通电导体作用力的大小与电流大小有关；
（4）要使直导线EF向左运动，可以改变磁场方向，也可以改变导体中电流方向；
（5）研究电磁感应现象时，利用灵敏电流计显示是否有电流产生，因此应将电路中的电源换成灵敏电流计．
故答案为：（1）D；（2）电动机；（3）右；电流的大小；（4）改变电流方向（把蹄形磁体的磁极对调）；（5）灵敏电流计．
【点评】本题为实验探究题，考查了通电导体在磁场中受力和电磁感应的原理及应用，认真读题从中得出相关信息是关键．
　
34．阅读《跳跃环》一文，回答下列问题
跳跃环
同学们在科技馆看到展品跳跃环：两个不同高度的圆柱形铁芯底部各有一个线圈，线圈上方的铁芯上各套着铝环，如图1所示．
其中一个线圈通交流电，另一个线圈通直流电．通电后看到：两个铝环都跳跃起来了．通交流电的线圈上方的铝环跳跃之后会悬浮在一定的高度上，如图2所示；而通直流电的线圈上方的铝环跳跃后，回落到接近底部时，速度会迅速减小，但最后还是会缓缓落到底部．为什么会有这种现象呢？当通过铝环内部的磁场发生变化时，铝环内部将产生感应电流．这种电流在金属内形成闭合回路，犹如水的旋涡一般，称之为涡流．由涡流形成的磁场被称为涡流磁场．线圈通电时会产生磁场，且磁感线在靠近线圈的地方较密．不论是直流电还是交流电，在这一瞬间，铝环内部磁场的变化很快，于是铝环内会产生强大的电流（即涡流）．同时，涡流会产生与线圈磁场相反的磁场，两个磁场相互排斥，铝环便会弹跳起来．铝环跳起后，如果线圈中通的是直流电，线圈产生的磁场不变，因此铝环只有在运动时其内部磁场才会有变化，并产生感应电流．在下落过程中，铝环的感应电流会使下落的速度减小．如果是交流电，线圈产生的磁场会周期变化，因此铝环不论是运动还是静止，其内部磁场时刻都在变化，即其内部时刻都会有感应电流．在某一特定位置，铝环所受的磁场力与重力达到平衡，铝环就会在这里静止．
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）当线圈通电时，周围就会产生磁场，这是电流的　磁　效应．
（2）线圈中通入　交流　电，能使铝环跳起后停在空中．（选填“交流”或“直流”）
（3）铝环向上跳起是因为铝环中强大电流产生的磁场与通电线圈产生的磁场相互　排斥　．（选填“吸引”或“排斥”）
（4）若铝环中间有缺口，不能形成闭合的圆环，铝环　不能　向上跳起．（选填“能”或“不能”）
【分析】（1）通电导线周围存在磁场，这是电流的磁效应；
（2）根据“其中一个线圈通交流电，另一个线圈通直流电．通电后看到：两个铝环都跳跃起来了．通交流电的线圈上方的铝环跳跃之后会悬浮在一定的高度上，”可得出结论；
（3）由“涡流会产生与线圈磁场相反的磁场，两个磁场相互排斥，铝环便会弹跳起来”可得出答案．
（4）根据产生感应电流的条件来解答．
【解答】解：（1）当线圈通电时，周围就会产生磁场，这是电流的磁效应．
（2）由材料“通交流电的线圈上方的铝环跳跃之后会悬浮在一定的高度上”可知，因此线圈中通入交流电，能使铝环跳起后停在空中．
（3）由材料“涡流会产生与线圈磁场相反的磁场，两个磁场相互排斥，铝环便会弹跳起来”可知，因此铝环向上跳起是因为铝环中强大电流产生的磁场与通电线圈产生的磁场相互排斥；
（4）由题意知要产生涡流必须是闭合回路，故若铝环中间有缺口，不能形成闭合的圆环，铝环不能向上跳起．
故答案为：（1）磁；（2）交流；（3）排斥；（4）不能．
【点评】本题考查了学生对电流的磁效应、磁极间的相互作用、产生感应电流的条件的辨别的了解和掌握，本题属于信息给予题，答案都在材料中，要求认真阅读材料．
　
35．某纯电动SUV品牌汽车应用了“高效变频电驱动技术”，在售车部广告上有“百公里耗电量仅9度”的报道，该车部分性能参数如下表．
车身重量
/kg
引擎
类型
电机额定
功率/kW
动力蓄电池
连续行驶
里程/km
最高速度
km/h
1330
电动机
7.5
铅酸电池72V 200Ah
160
70
下表是该车《驾驶守则》中的部分安全距离表格．
刹车前的车速v（km/h）
反应距离L（m）
刹车距离s （m）
停车距离x（m）
40
10
10
20
50
12.5
15
27.5
60
15
22.5
37.5
其中反应距离指驾驶员从发现情况到开始刹车过程中汽车匀速行驶的距离，刹车距离指从刹车到停下过程中汽车减速行驶的距离．停车距离x为反应距离与刹车距离之和．刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一．
（1）电动机工作时，其工作原理是　通电导体在磁场中受力转动　，该汽车的动力蓄电池在充满电后电池存储的电能为　5.184×107J　．
（2）该车三相交流变频电机采用交流调速方式，在效率一定时，其耗电功率与转速的立方成正比，而行驶速度与电机转速成正比，则汽车所受阻力f与车速v的关系为（用文字表述）　阻力与速度的平方成正比　．
（3）①当汽车以最高时速70km/h匀速行驶时，其反应距离为　17.5　m．②汽车保持恒定功率5.0kW在平直路面行驶时，其所受阻力大小为360N，则汽车匀速行驶的速度为v=　50　km/h，这一速度所对应的停车距离为　27.5　m．
（4）若小明一家三口周日乘坐此车到无锡灵山春游，全家人的总质量为170kg，汽车车轮与地面接触的总面积为0.2m2，求汽车慢速行驶过程中车轮对地面的压强（g=10N/kg）？
（5）请你推理演算论证该车“百公里耗电量仅9度”的报道是否真实？
【分析】（1）电动机的原理是利用通电导体在磁场中受力转动的原理制成的；根据蓄电池的数据计算出电能．
（2）分析数据得出结论；
（3）①根据表中数据可知，速度每提高10km/h，反应距离就增大2.5m，可求得当汽车以最高时速70km/h匀速行驶时，其反应距离；
②根据P===Fv，可求得汽车匀速行驶的速度；然后根据表中数据可知这一速度所对应的停车距离．
（4）根据公式p=计算出压强；
（5）根据该车的性能参数，求得汽车以额定功率，最大时速前进100km耗电，可得出结论．
【解答】解：（1）电动机的原理是利用通电导体在磁场中受力转动的原理制成的；
蓄电池在充满电后电池存储的电能为：W=UIt=72V×200Ah=5.184×107J；
（2）该车三相交流变频电机采用交流调速方式，在效率一定时，其耗电功率与转速的立方成正比，而行驶速度与电机转速成正比，则汽车所受阻力f与车速v的关系为：阻力与速度的平方成正比；
（3））①根据表中数据，当车速为40km/h，反应距离为10m，当车速为50km/h，反应距离为12.5m，当车速为60km/h，反应距离为15m，
由此可知，当车速为70km/h，反应距离为17.5m，
②由P===Fv，可得汽车匀速行驶的速度v===m/s=50km/h，
由表中数据可知，这一速度所对应的停车距离为 27.5m．
（4）汽车对地面的压力为：F=G=G车+G人=（m车+m人）g=（1330kg+170kg）×10N/kg=25000N；
汽车慢速行驶过程中车轮对地面的压强为：p===7.5×104Pa；
（5）根据该车的性能参数，求得汽车以额定功率，最大时速前进100km耗电，
W=Pt=7.5kW×h=10.7kW?h＞9kW?h，
因此“V5百里耗电量仅9度”的报道是不真实．
故答案为：
（1）通电导体在磁场中受力转动；5.184×107J；
（2）阻力与速度的平方成正比；
（3）①17.5m；②50；27.5；
（4）7.5×104Pa；
（5）根据该车的性能参数，求得汽车以额定功率，最大时速前进100km耗电，W=Pt=7.5kW×h=10.7kW?h＞9kW?h，因此“V5百里耗电量仅9度”的报道是不真实．
【点评】此题涉及到了速度公式变形及其应用，直流电动机的原理，功率计算公式的应用等多个知识点，是一道综合性较强的题目．
　
36．为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机（如图），他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来．
（1）要想改变线圈的转动方向，小明可采用的措施是：　改变电流方向　；（写出一点）
（2）开关闭合后，如果电动机不转，可能原因是：　接线柱接触不良　；（写出一点）
（3）小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是　滑动变阻器　，并在虚线框内画出实验电路图（电动机用符号M表示）．
【分析】（1）线圈的转动方向取决于受力的方向，故可根据导线在磁场中受力的方向的决定因素回答；
（2）电动机的原理是利用了通电线圈在磁场中受力转动，故应从磁铁是否有磁性及线圈中是否有电流来分析解答；
（3）要想控制转速应控制线圈受力，而磁场大小不易控制，故可控制电流．
【解答】解：（1）要想改变运动方向，应改变线圈在磁场中的受力方向，由左手定则可知应改变电流方向和磁场方向；
（2）线圈不转说明线圈可能不受磁场力，即电路中没有电流，此种原因可能是断部分电路断开，一般来说可能是接线柱接触不良造成的；
同时因线圈和转轴之间有阻力存在，故还有可能就是，线圈受力，但是磁场力较小，无法带动线圈，导致这种现象的原因有：磁铁的磁性不强、线圈的匝数太少，电池电压不够导致电流较小．
（3）要想控制线圈的转速，可以控制电流的大小，故可以接入滑动变阻器，将滑动变阻器与电机串联即可起到控制电流的作用．
故答案为：（1）改变电流方向（或改变磁场方向）；（2）接线柱接触不良、磁场不够强、线圈匝数太少，电池电压不够（任选其一回答）；（3）滑动变阻器．
【点评】通过本题应注意掌握用通电导线在磁场中受力来解释电动机的原理．
　
37．小红在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电
流强度有关．她设计了如图所示的装置，验证磁场给通电导体的作用力与电流是否有关．实验步骤如下，请你补充完整：
（1）将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直；
（2）给导体两端加电压U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α1；
（3）给导体两端加电压U2，U2＞U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α2；
（4）　比较α1、α2的大小　，即可知道磁场给通电导体的作用力与电流是否有关．
（5）小刚也利用该装置探究磁场给通电导体的作用力与电流有关是否，但两次实验中给导体棒所通电流方向均与小红的相反，比较小刚和小红的做法你认为　B　
A． 都可以 B．小红更好 C．小刚更好
（6）小红想进一步探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是她更换了另一根较长的导体棒，这样改变自变量　不对　（选填“对”或“不对”）．
【分析】（4）电压越大，则导体中电流越大，通过比较悬线偏转的角度大小可以知道磁场给通电导体的作用力与电流是否有关；
（5）根据控制变量法，应该控制其它的量不变，只改变需要探究的量；
（6）当导体棒的长度改变时，其电阻也会随之改变，这样不符合控制变量法的要求．
【解答】解：（4）由题意可知，当电路中电压越大时，导体中电流越大，通过比较悬线偏转的角度大小可以知道磁场给通电导体的作用力与电流是否有关；
（5）在实验中，为了准确反映导体棒受力情况与电流大小的关系，应使电流方向一致，且为了好观察和比较，最好使导体棒向蹄形磁体的外部偏转，故小红的方法更好一些．故B符合题意．
（6）在实验中，如果导体棒的长度改变了，则其电阻也会随之改变，这样不符合控制变量法的要求，因此，这样改变自变量的方法是不对的．
故答案为：（4）比较α1、α2的大小；（5）B；（6）不对．
【点评】本题主要考查了在探究磁场对通电导体的力的作用情况与电流大小等的关系，在实验中，注意控制变量法的运用，分析好自变量和控制量是解答的关键．
　
38．在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根轻质的铝棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示．
（1）小明闭合开关，看到铝棒稳定时如图乙所示．　电动机　（选填“发电机”或“电动机”）就是利用这一原理制成的．
（2）在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先对调磁极位置，闭合开关，观察到铝棒ab稳定时如图丙所示，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与　磁场　方向有关．然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将铝棒ab两端对调后接入电路，发现铝棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关．你认为小明的做法错在哪里？　相对于磁场而言，电流方向没有改变　．
（3）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢？为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表，并通过将铝棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更大的铁棒和电阻更小的铜棒来改变电路中的电流，进行对比实验过程中，小明应根据　导线摆动角度　（选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”）来推断通电导线在磁场中的受力大小．
【分析】通电导线在磁场中受力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关；所受力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关．
【解答】解：（1）据图可知，当金属棒中通电后，金属棒会受力运动，即说明通电导线在磁场中受力的作用，电动机就是利用该原理制成的；
（2）在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先对调磁极位置，闭合开关，观察到铝棒ab稳定时如图丙所示，即此时的磁场方向改变，电流方向没有变，所以由此可知通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关．然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将铝棒ab两端对调后接入电路，发现铝棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关．你认为小明的做法是错误的，因为在该过程中，相对于磁场而言，电流方向没有改变．
（3）为了探究磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关，即改变电流的大小，观察金属棒受力的大小即可，故通过观察金属棒摆动的幅度即可．
故答案为：（1）电动机；（2）磁场；相对于磁场而言，电流方向没有改变；（3）导线摆动角度．
【点评】此题主要考查的是学生对通电导体在磁场中受力、受力方向的理解和掌握，基础性题目．
　
39．电磁炮
电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器．与传统大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能，与传统的火药推动的大炮相比，电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程．
如果说到电磁炮的基本原理其实并不神秘．不过是在弹丸中产生一个电流，在发射轨道上产生一个强磁场．由于不用火药，因而减小了发射成本和暴露目标的危险性．
电磁炮不仅用于军事用途，科学家甚至设想应用这一原理发射卫星呢．
（1）电磁炮是利用电流在磁场中　受力　的原理工作的，这与我们学习过的　电动机　工作原理是一样的．
（2）电磁炮发射过程中，将电磁能转化为　机械　能．
（3）简述电磁炮发射成本低