北师大版九年级物理全一册 14.5磁场对通电导线的作用力 达标作业（解析版)

14.5磁场对通电导线的作用力
达标作业（解析版)
1．如图所示的实验现象解释的物理原理或规律与所对应的应用技术不正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．下列设备中，与电动机工作原理相同的是( )
A．动圈式话筒 B．电磁继电器 C．发电机 D．扬声器
3．关于电磁现象，以下说法正确的是
A．磁场对放入其中的物体都有磁力的作用
B．物理学家法拉第发现了电流周围存在磁场
C．电动机工作时，主要将电能转化为机械能
D．闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，就会在电路中产生感应电流
4．POS 刷卡机的广泛应用给人们的生活带来了便利。POS 机刷卡位置有一个饶有线圈的小铁环制成的检测头（如图所示）。在使用时， 将带有磁条的信用卡在 POS 机指定位置刷一下，检测头的线圈中就会产生变化的电流，POS 机便可读出磁条上的信息。下图中能反映 POS 刷卡机读出信息原理的是（ ）
A． B．
C． D．
5．下列四个选项可表示左边电动剃须刀工作原理的是
A． B．
C． D．
6．如图所示的充电鞋垫，利用脚跟起落驱动磁性转子旋转，线圈中就会产生电流，从而能给鞋面上的电池充电。下图中与充电鞋垫的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
7．关于下列四幅图的叙述中正确的是
A．如图甲所示，闭合开关，小磁针将发生偏转，依据该现象可制成电动机
B．如图乙所示，闭合开关，磁场中导体竖直向上运动时电流表指针不偏转
C．如图丙所示，闭合开关，磁场中导体将运动，依据该现象可制成发电机
D．如图丁所示，两磁极间的相互作用不需要任何物质就可以直接发生作用
8．如图所示四个实验中，能说明电动机工作原理的是
A． B．
C． D．
9．如图为扬声器的示意图，当从 P、Q 两端输入携带声音信息、时刻变化的电流时，线圈就受到时刻变化的力的作用，从而带动纸盆振动起来，发出声音．下列判断正确的有
A．发电机原理与扬声器相同
B．电动原理与扬声器相同
C．在P、Q 两端接上灵敏电流计，拉动纸盆来回运动．电流计指针会来回偏转
D．在 P、Q 两端输入大小、方向均不变的电流时，扬声器会持续发出同一个声音
10．如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同，方向相同的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（ ）
A．F2 B．2F1﹣F2 C．2F1+F2 D．F2﹣2F1
11．如图1所示，闭合开关，导体ab向左运动，若只改变电流方向，ab向_____（选填“左”或“右”）运动，以此为原理可制成______（选填“电动机”或“发电机”）。如图2，当开关S闭合时，通电螺线管左侧的小磁针静止时S极的指向如图所示，则电源的右端是_______（“＋”“－”）极。
12．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_______（选填“电动机”或“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。
13．如图所示，探究通电螺线管外部磁场的方向，闭合开关，小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有_______，由小磁针静止时______极的指向确定磁场方向；调换电源正负极，小磁针偏转方向改变，说明磁场方向与_______有关．
14．物理学中，磁场的强弱用磁感应强度表示，符号是B，单位是T。磁感应强度的大小和方向都相同的磁场叫做匀强磁场。
（1）如图甲，相距为L的两光滑水平放置的平行导轨，整个装置处在方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。当通过金属棒ab的电流为I时，金属棒受到水平向右的磁场力F磁，F磁的大小与磁感应强度B、导轨间距L、电流I的乘积成正比，且比例系数为1。则F磁=_____。
（2）根据磁场对电流产生力的作用人们研制出一种武器——电磁炮，它的基本原理是：把待发射的炮弹放置在图乙中的金属棒ab上，如图乙所示。若炮弹的质量为M（金属棒的质量忽略不计），在磁场力的作用下炮弹沿轨道向前运动。试证明当炮弹在磁场中滑行的距离为s时炮弹的速度_____。（物体运动的距离与物体质量、水平拉力和速度的关系为：s=）
15．电磁旋转实验
早在1812年，丹麦物理学家奥斯特就有了电磁之间是统一的想法．1820年春，奥斯特在他的讲座上当众展示了一个精彩的实验：在直导线附近（导线需要南北放置），放置一枚小磁针，当导线中有电流通过时，磁针发生了偏转．后通过深入的实验研究，当年的7月份奥斯特发表论文，揭示了电流的磁效应．1821年，英国物理学家法拉第重复完成奥斯特实验，并亲手做了其它许多实验，如图甲所示，就是著名的电磁旋转实验装置，图乙为这一装置的结构简图，其中A是可动磁铁，B是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁，黑色部分表示水银．实验现象是：如果通电导线B附近只有磁铁A的一个极N，磁铁A就会围绕导线B旋转；反之，通电导线C也会围绕固定磁铁D的磁极N旋转，这一装置实际上就是最早的电动机．请根据上述阅读材料，回答下列各题：
（1）图乙所示装置中，与法拉第电磁旋转实验工作原理一致的是_____
A．线圈转动时，小灯泡发光
B．电路接通时，小磁铁和螺钉一起转动
C．电路接通时，线圈转动
D．电路接通时，电铃不停地响
（2）实验研究表明：通电导线与磁铁间相互作用力的方向与通电导线中的电流方向和磁铁产生的磁场方向有关．由此可知图所示的装置接通电源后，从上向下看，当磁铁A绕通电导线B逆时针旋转时，通电导线C将绕磁铁D_____（选填：“顺时针”或“逆时针”）旋转．
16．为了很方便调整直流电动机的转速，往往在电路中串联一个滑动变阻器，如图所示。那么，要使电动机的转速变慢应该怎么办？
参考答案
1．D
【解析】
A．通电导体在磁场中会受到力的作用，电动机是利用这一原理工作的，故A正确，不符合题意；
B．上图中蒸气推动风车转动，将内能转化为机械能，下图中是内燃机的做功冲程，燃气推动活塞做功，也是将内能转化为机械能，故B正确，不符合题意；
C．验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制成的，故C正确，不符合题意；
D．上图中通电导体在磁场中会受到力的作用，下图中的话筒是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，将声信号转化为电信号，故D错误，符合题意。
2．D
【解析】
电动机的原理是通电导体在磁场中受力而运动；
A．动圈式话筒是利用电磁感应的原理制成的，与电动机的原理不同，故A不符合题意；
B．电磁继电器的原理是电流的磁效应，与电动机的原理不同，故B不符合题意；
C．发电机的原理是电磁感应现象，与电动机的原理不同，故C不符合题意；
D．扬声器是通电线圈在磁场中受到力的作用，从而带动纸盆发声，与电动机的原理相同，故D符合题意。
3．C
【解析】
(1) 磁场对放入其中的磁体能产生力的作用；
(2)根据物理学家奥斯特发现了电流周围存在磁场分析解答；
(3)根据实际情况分析能量的转化；
(4)闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，在导体中会产生感应电流。
A．磁场对放入其中的磁体才能产生力的作用，并不是所有的物体，故选项A说法错误；
B．丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，即电流周围存在磁场，故选项B说法错误；
C．电动机工作时要消耗电能，消耗的电能主要转化为机械能，故选项C说法正确；
D．只有闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，在导体中才会产生感应电流，故选项D说法错误。
4．B
【解析】
根据题意知道，POS刷卡机读出信息原理就是电磁感应现象；
A．图中电路有电源，演示的是通电线圈在磁场中受力运动，故A不符合题意；
B．图中电路没有电源，闭合开关，当闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，故B符合题意；
C．图中反映的是电流周围存在着磁场，使小磁针发生偏转，故C不符合题意；
D．图中电路有电源，演示的是是通电导体在磁场中受力运动，故D不符合题意。
5．C
【解析】
电动剃须刀的主要工作部分是电动机。
A图，导体切割磁感线运动产生电流，是电磁感应现象，故A不符合题意；
B图，线圈在磁场中切割磁感线运动产生电流，是发电机的原理，故B不符合题意；
C图，通电导体在磁场中受力而转动，是电动机的原理，故C符合题意；
D图，是奥斯特实验，演示的是电流的磁效应，故D不符合题意；
6．A
【解析】
充电鞋垫利用脚跟起落驱动磁性转子旋转，使线圈切割磁感线，从而产生了感应电流，所以其工作原理是电磁感应现象；
A．导体左右运动时，导体做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，电流表指针发生偏转，与充电鞋垫的工作原理相同，符合题意；
B．图中是奥斯特实验，是电流的磁效应，与充电鞋垫的工作原理无关，不符合题意；
C．此图反映了通电导体在磁场中受力的作用而运动，与充电鞋垫的工作原理无关，不符合题意；
D．此图探究的是电磁铁磁性强弱的影响因素，研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，与充电鞋垫的制成原理无关，不符合题意。
7．B
【解析】
A．甲图的实验是演示奥斯特实验，该实验说明电流周围存在磁场，且磁场方向跟电流方向有关，故A错误；
B．闭合电路的一部分导体要在磁场在做切割磁感线运动时，电路中无电流产生，由图乙知道，磁场中导体竖直向上运动时，没有切割磁感线，所以不会产生感应电流，即电流表指针不偏转，故B正确；
C．丙图演示的是通电导体在磁场中要受到力的作用，它是电动机的工作原理图，故C错误；
D．丁图中，小磁针与条形磁体间的磁体间力的作用是通过磁场来实现的，即不能说它们之间没有物质，故D错误。
8．D
【解析】
电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用；
A．该装置是奥斯特实验，表明通电导线周围有磁场，故A不符合题意；
B．该装置没有电源，是发电机原理图，其原理是电磁感应现象，故B不符合题意；
C．该装置是研究电磁铁磁性强弱的实验装置，是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．该装置有电源，是电动机原理图，表明通电导体在磁场中受力的作用，故D符合题意。
9．BC
【解析】
AB．当扬声器的线圈通过电流时，通电线圈在磁场中受到力的作用而引起线圈振动，从而带动纸盆振动而发出声音。电动机就是根据通电线圈在磁场中受到力的作用这一原理制成的；发电机是根据电磁感应现象制成的，故B选项符合题意，A选项不符合题意；
C．在P、Q 两端接上灵敏电流计，拉动纸盆来回运动，线圈切割磁感线，产生感应电流，电流计指针会来回偏转，是电磁感应现象，选项符合题意；
D．在 P、Q 两端输入大小、方向均不变的电流时，通电线圈在磁场中受到恒力的作用，不会引起线圈振动，从而不会带动纸盆振动而发出声音，选项不符合题意。
10．BCD
【解析】
如图所示，两根长直导线，电流大小相同，方向相同．由安培定则可知a右侧磁场方向向外，b左侧的磁场方向向里，由左手定则知，a受到b产生磁场的作用力向右，大小为F1，那么b受到a产生磁场的作用力向左大小也为F1，但方向相反（向左）．再加入匀强磁场时产生的磁场力大小为F0，则a、b受到加入匀强匀强磁场的作用力均为F0，且方向相同．
如果加入匀强磁场方向垂直导线平面向里时，F0方向向右，则a受到的作用力为
F2＝F1+F0，若此时F1＞F0，则b受到的作用力为
F2′＝F1﹣F0＝F1-（F2﹣F1）＝2F1﹣F2，
若此时F1＜F0，则
F2′＝F0﹣F1＝（F2﹣F1）﹣F1＝F2﹣2F1；
如果加入匀强磁场方向垂直导线平面向外时，F0方向向左，若F1＞F0，则a受到的作用力为F2＝F1﹣F0，则b受到的作用力为
F2′＝F1+F0＝F1+（F1﹣F2）＝2F1﹣F2，
若F1＜F0，则a受到的作用力为F2＝F0﹣F1，则b受到的作用力为
F2′＝F1+F0＝F1+（F2+F1）＝2F1+F2．
11．右 电动机 +
【解析】
[1][2]通电导体在磁场中受力的作用，磁场力的方向与磁场方向和电流方向有关；闭合开关，导体ab向左运动，若只改变电流方向，则导体ab受到磁场力的方向与原来相反，故ab向右运动。应用此原理可制成电动机。[3]如图小磁极静止时左侧为N极、右侧为S极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以螺线管左端为N极、右端为S极；根据安培定则判断电流从螺线管右端流入，故电源右端是正极；
12．电动机 电流方向
【解析】
闭合开关，灯泡发光，说明有电流通过灯丝，当用一蹄形磁铁去靠近发光的灯泡的玻璃泡时，灯丝来回振动，则说明了磁场对通电导体有力的作用，电动机是利用这一原理制成；由于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，所以，小灯泡的灯丝会抖动。
13．磁场 N 电流方向
【解析】
小磁针在磁场中才会受到力的作用，所以小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有力的作用；人们规定磁场方向为小磁针静止时N极的指向，所以通过小磁针静止时N极的指向确定该点磁场的方向；调换电源正负极电流方向改变，磁针偏转方向改变，所以说明磁场方向与电流方向有关．
14．BIL 详见解析
【解析】
（1）由F磁的大小与磁感应强度B、导轨间距L、电流I的乘积成正比，且比例系数为1得到，F磁= BIL；
（2）由物体运动的距离与物体质量、水平拉力和速度的关系得到：s=，F磁= BIL，得到s=，v=。
15．BC 顺时针
【解析】
（1）、由阅读材料可知这一装置实际上就是最早的电动机．图所示装置中，与法拉第电磁旋转实验工作原理一致的是BC,A是发电机，D是电磁继电器；（2）、由此可知图所示的装置接通电源后，从上向下看，当磁铁绕通电导线逆时针旋转时，，C中的电流方向是向下的，由左手定则可知C受到的安培力方向为顺时针
16．详见解析
【解析】
根据题中“调整直流电动机的转速和滑动变阻器”可知，本题考查电动机，根据电动机的原理，运用感应电流大小的影响因素和变阻器的使用进行解答。
要使电动机的转速变慢，应减小电流，则滑动变阻器连入电路中的电阻要增大，所以，滑动变阻器的滑片应向右移动。