物理北师大版九年级 第14章 五、磁场对通电导线的作用力 习题(带解析)

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名称 物理北师大版九年级 第14章 五、磁场对通电导线的作用力 习题(带解析)
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资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 物理
更新时间 2021-02-03 11:27:37

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五、磁场对通电导线的作用力
一、 单选题
1. 如图所示,闭合开关,铜棒向右运动,为使开关闭合后铜棒向左运动,下列操作可行的是(  )
A. 换用更细的铜棒
B. 将磁体的N、S极对调
C. 向右移动滑动变阻器的滑片
D. 将电源正、负极和磁体N、S同时对调
如图所示,甲、乙是研究电和磁的重要实验,下列关于这两个实验的说法正确的是(  )
A. 甲实验研究的是电流的磁效应
B. 乙实验研究的是发电机原理
C. 在甲实验中,机械能转化为电能
D. 在乙实验中,机械能转化为电能
如图,小敏做了一个有趣的实验,用导线连接开关和两个导体棒ab与cd,并将两个导体棒各放在两个U形磁铁中,闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右移动,发现导体棒cd也随之运动起来。关于这个实验,下列说法正确的是(  )
A. 导体棒ab竖直上下运动,导体棒cd也随之运动
B. 乙中的现象,与生活中电动机的工作原理相同
C. 在甲中,电能转化为机械能
D. 在乙中,机械能转化为电能
4. 如图中,解释不合理的是(  )
A.
如图,说明电流的周围存在磁场
B.
如图,发生的能量转化是电能转化为机械能
C.
如图,发电机应用了磁场对通电导体的作用
D.
如图,说明电流相同时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强
通电导体在磁场中受到力的作用。某段导体通以图甲所示方向的电流时,该导体受力的方向为垂直纸面向里;电荷的定向移动形成电流,运动的电荷在磁场中也受到力的作用,如果电子沿图乙中虚线方向快速进入磁场,则它在磁场中受力的方向为(  )
A. 垂直纸面向里
B. 垂直纸面向外
C. 沿纸面竖直向上
D. 沿纸面竖直向下
6. 如图是灵敏电流计的内部结构图,下列选项中与其工作原理相同的是(  )
A.
B.
C.
D.
7. 下列四幅图中,用来研究磁场对通电导线有力的作用的是(  )
A. 图甲中,导体ab 左右摆动时电流计指针偏转
B. 图乙中,闭合开关后线圈发生转动
C. 图丙中,旋转启动钥匙后用电器工作
D. 图丁中,闭合开关大头针被吸引
根据能量转化的需要人们设计出不同的机器,某机器的能量流向如图所示,据此推理该机器可能与图中工作原理相同的是(  )
A.
B.
C.
D.
9. 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.
10. 如图为实验室常用电流表的内部结构图。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,便可显示出电流的大小。下列与此工作原理相同的电器设备是(  )
A. 电铃
B. 电磁继电器
C. 发电机
D. 电动机
11. 下列对电磁现象说法正确的是(  )
A. 甲图中的POS刷卡机读出信息的原理是电磁感应现象,将电能转化为机械能
B. 乙图中水位达到物块A时绿灯亮报警
C. 丙图通电导体框在磁场中发生转动,原理是磁场对电流的作用
D. 丁图中同时改变电流方向和磁场方向,可以改变导体ab的运动方向
12. 在学习电磁现象的过程中,做过如图所示的四个实验,下列描述正确的是(  )
A. 甲实验研究的是电磁感应现象,握住手柄线圈转动过程中电能转化为机械能
B. 乙实验中通电螺线管右端为N极,且螺线管的磁场由疏密不同的磁感线组成
C. 丙实验说明电流周围存在磁场,且磁场方向可由小磁针静止时N极指向来判断
D. 丁实验研究的是通电线圈在磁场中受力转动,发电机是依据此原理制成的
如图是灵敏电流计的内部结构图,下列选项中与其工作原理相同的是(  )
A.
B.
C.
D.
14. 地磁场被称为地球生命的“保护伞”。如图从太阳向其他星体发射出来的高速带电粒子流,在接近地球时,地磁场会改变其运动方向,使其偏离地球,对地球起到了保护作用,以下各图与其原理相同的是(  )

B.
C.
D.
二、填空题
1.???小明从资料中得知家庭中用电器通过的是交流电,也就是电流的大小和方向周期性发生改变。一次探究活动中小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间(如图),惊讶地发现了灯丝在晃动,对于这种现象你的解释是______。在电磁继电器、动圈式麦克风和电流表中,工作原理与该实验中的原理一致的是______。
???如图所示,在“探究磁场对电流的作用”实验中,给直导线通电,观察到它向右运动,只改变直导线中电流的______,导线的运动方向会发生改变。这个过程将______能转化为直导线的机械能。日常生活中的______(电动机/发电机)就是利用这个原理制成的。
???如图所示,用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒水平处于磁场中,当棒中通以由A→B向的电流时,金属棒静止,橡皮筋都刚好处于松弛状态(导线对金属棒的作用力忽略不计),此时金属棒受到的磁场力方向为______。若要使橡皮筋处于拉伸状态,在不人为对棒施力,并且不改变磁场的条件下,小明提出可以断开电流或者______电流大小(选填“增大”或“减小”),除此以外,还可以用什么方法:______。
4.???磁体各部分的磁性强弱不同,条形磁体的______磁性最强,同名磁极相互靠近时会相互______。在动圈式扬声器、动圈式话筒中,利用电磁感应原理的有______;利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的有______。
5.???如图所示,闭合开关,静止的导体棒ab在轨道上向右运动,说明了通电导体在磁场中受到______的作用。若将电源的正、负极和磁体的N、S极都对调,则导体棒ab将向______运动(选填“左”或“右”)。
???图甲为一台简易电动机,它由一节旧电池,小块铷磁铁和线框组成,铷磁铁吸在电池下端,线框由裸铜导线绕制;图乙为原理图,箭头表示磁感线方向,根据图乙可知,磁铁上端为______(填“N”或“S”)极;若磁场对线框左边的作用力垂直于纸面向里。则线框右边受到的磁场力垂直于纸面______(填“向外”或“向里”),线框在转动过程中将电能转化为______能。
???某同学利用如图所示的装置进行探究。他进行了如下操作:①断开开关,将金属导体棒ab静止放置在磁场中两根平行的金属导轨上:②闭合开关,电流通过导体棒ab,ab向右运动:③只将磁体的磁极对调,闭合开关,导体棒ab向左运动。该同学探究的问题______。
8.???实验发现,两条平行放置的直导线,当通以相同的电流时会产生相互作用力(如图),若用磁场的产生和作用来解释,这是因为______。
三、作图题
1.???图1是探究通电导线在磁场中受力作用的实验装置剖面图。圆圈代表垂直磁感线放置的导体,“”表示电流垂直纸面向外流出,“”表示电流垂直纸面向里流进。图1标出导体此时的受力方向,请根据通电导线在磁场中受力作用的特点,
①在图2中作出通电导线的受力方向;
②在图3中标出上下两磁体的磁极。
2.???如图1是探究通电导线在磁场中受力作用的实验装置图。闭合开关,观察到导线ab向右运动,记录现象如图2甲所示(图2甲、乙、丙是该实验装置的剖面图),其中,表示电流垂直向外流出,表示电流垂直向里流进。接着把磁体的N、S极对调,记录的现象如图2乙所示。在图2丙中画出导线受到的磁场力F的示意图。
四、实验探究题
1.???如图甲所示是探究通电导体在磁场中受力情况的实验装置。
(1)实验中ab用铜棒而不用橡胶棒的原因是______。
(2)闭合开关,观察到ab向右运动,这说明通电导体在磁场中会受到______的作用。
(3)将直导线缠绕在纸筒上制成螺线管连入电路,闭合开关,自由转动的小磁针静止时处于图乙所示的位置,请在图乙中标出通电螺线管中的电流方向和磁感线的方向。
???如图是与电动机有关的四幅图。
(1)甲图中,通电后导线ab从静止变为运动的原理是:______。
(2)发现甲装置的原理后,我们会将导线ab改为线圈状,这样可以变左右运动为转动;同时我们还会增加线圈匝数(如图乙),这样做是为了______。
(3)在乙、丙、丁三幅图中,通电后线圈不能持续转动的是______图;有换向器结构的是______图;与生活中使用的电动机结构最相似的是______图。
五、简答题
1.???如图所示,中国科技馆的“探索与发现A厅”中有一个“电磁感应摆”,甲、乙两线圈分别被悬挂在两个蹄形磁体的磁场中,两线圈通过导线连接在一起并构成一个闭合的回路,用手使甲线圈在磁场中摆动时,乙线圈也会随之摆动起来。这是为什么?
第14章 五、磁场对通电导线的作用力
【答案】
1.??B???????2.??C???????3.??B???????4.??C???????5.??B???????
6.??C???????7.??B???????8.??C???????9.??C???????10.??D???????
11.??C???????12.??C???????13.??D???????14.??C???????
【解析】
1.??
解:
A、换用更细的铜棒,使电阻变大电流变小,但不能改变受力的方向,故A错误;
B、将磁体的N、S极对调,磁场方向改变,则通电导体的受力方向改变,铜棒向左运动,故B正确;
C、向右移动滑动变阻器的滑片,只能改变电流的大小,不能改变电流的方向,故C错误;
D、将电源正负极对调,同时将磁体磁极对调,影响磁场力方向的两个因素同时改变,则通电导体的受力方向不变,铜棒仍然向右运动,故D错误;
故选:B。
通电导体在磁场中受到力的作用,受力方向与两个因素有关: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。
要改变通电直导线的运动方向,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。
2.??
解:
AC、图甲中没有电源,是电磁感应现象,是发电机的原理图,是根据电磁感应现象制成的,工作时将机械能转化为电能,故A错误,C正确;
BD、图乙中有电源,是电动机的原理图,是利用通电的导体在磁场中受力而转动,是电动机的原理,此过程中,电能转化为机械能,故BD错误。
故选:C。
(1)闭合电路中的一部分导体在磁场做切割磁感线运动时产生感应电流;这是发电机的原理图,机械能转化为电能;
(2)乙实验将导线放在磁场中,观察通电后导体发生了运动,即通电导体在磁场中受到力的作用。
这两个实验是人对电磁关系研究的两个里程碑,应重点掌握。
3.??
解:
A、导体棒ab竖直上下运动,ab没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,则导体棒cd中无电流,所以cd不会运动,故A错误;
BCD、甲部分中,闭合开关,导体棒ab向右移动,ab切割磁感线,所以ab中产生感应电流,此时将机械能转化为电能;cd棒中有电流流过,cd也随之运动起来,这说明通电导体在磁场中受到力的作用,此过程中电能转化为机械能,电动机就是根据此原理工作的,故B正确,CD错误;
故选:B。
(1)电磁感应现象,即闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,此时电路中就会产生感应电流,即发电机就是利用该原理制成的;
(2)直流电动机原理是通电导线在磁场中受力的作用。
电磁感应和磁场对通电导体的作用其主要区别在于前者为因动而电,后者为因电而动,所以电路结构是不相同的。
4.??
解:A、该图是奥斯特实验,表明电流周围存在磁场,故A合理;
B、该图是电动机的原理图,电动机工作时电能转化为机械能,故B合理;
C、该图是探究电磁感应现象的实验装置,发电机应用的原理是电磁感应现象,故C不合理;
D、根据图可知,两个电磁铁是串联的,则通过两个电磁铁的电流相同,在电流相同的情况下,匝数多的电磁铁吸引的大头针数目多,表明线圈匝数越多,磁性越强,故D合理。
故选:C。
(1)奥斯特实验表明通电导体周围存在磁场;
(2)电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用,工作时将电能转化为机械能;
(3)发电机是根据电磁感应原理工作的,工作时将机械能转化为电能;
(4)电磁铁的磁性强弱与线圈匝数多少和电流的大小有关,当电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁磁性越强。
本题考查了电流的磁效应、电动机工作中的能量转化、电磁感应的应用以及影响电磁铁磁性强弱的因素,均为磁学中的基础内容,应重点掌握。
5.??
解:
由题知,导体通以图甲所示方向的电流时,该导体受力的方向为垂直纸面向里;
因电子带负电,则电子定向移动的方向和电流的方向相反;电子沿图乙中虚线方向快速进入磁场,磁场方向不变,电流方向与原来相反,则磁场力的方向也与原来相反,即在磁场中受力的方向为垂直纸面向外。
故选:B。
电流在磁场中会受到力的作用,因此通电导体会在磁场中发生运动;导体运动方向与电流的方向和磁场的方向有关。
本题考查磁场对电流作用力的方向,应明确电流的方向与磁场的方向共同决定了通电导体的受力方向。
6.??
解:
灵敏电流计的工作原理: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反映电路中电流的大小。
A、图中装置主要用到了电磁铁,电磁铁是利用电流的磁效应工作的,与灵敏电流计的工作原理无关,故A不符合题意;
B、图中是奥斯特实验,说明通电导体的周围存在磁场,与灵敏电流计的工作原理无关,故B不符合题意;
C、图中通电导体在磁场中受力而运动,与灵敏电流计的工作原理相同,故C符合题意;
D、图为发电机的原理图,发电机是利用电磁感应现象工作的,与灵敏电流计的工作原理无关,故D不符合题意。
故选:C。
先根据图示的装置分析出其工作原理,然后再逐个分析选项中的各装置的工作原理,分别与前面分析的结论对应即可得到答案。
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.??
解:A、图甲中,导体ab 左右摆动时电流表指针偏转,是电磁感应现象,A不符合题意;
B、图乙中,闭合开关后线圈发生转动,说明了通电导线在磁场中受到力的作用,B符合题意;
C、图丙中,旋转启动钥匙后用电器工作,是电磁继电器的应用,C不符合题意;
D、图丁中,闭合开关后大头针被吸引,说明电磁铁具有磁性,D不符合题意。
故选:B。
(1)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,叫做电磁感应;
(2)通电导线在磁场中受到力的作用,电动机就是根据这个原理制成的;
(3)电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的开关,利用了电流的磁效应;
(4)电磁铁是插入铁芯的通电螺线管,通电时有磁性,断电时无磁性。
本题考查了学生对电磁学几个重点实验装置的掌握,要求学生掌握课本上相关的插图,明白蕴含的物理意义。
8.??
解:如图该机器将一部分电能转化成了内能,还有一部分电能转化成了机械能;
A、该装置为电流的磁效应,是电能转化为磁能,故A错误;
B、该装置是探究电磁感应现象的实验,是机械能转化为电能,故B错误;
C、该装置中通电导体在磁场中受力愚运动,电能转化为机械能,故C正确;
D、该装置无电源,是探究电磁感应现象的实验,是机械能转化为电能,小灯泡会发光,故D错误。
故选:C。
由能量流向图判断该机器主要将什么能转化成了什么能即可解决此题。
解此题的关键是能确定图中能量转化的方向,并知道各种机械的能量转化情况,属于基础性题目,比较简单。
9.??
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、图中为发电机实物原理图,是利用电磁感应现象制成的,与电流表的制成原理无关。故D错误。
故选:C。
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。
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。
10.??
解:A、电铃的主要结构是电磁铁,电磁铁是根据电流的磁效应工作的,故A错误。
B、电磁继电器的主要部分的电磁铁,电磁铁是利用电流的磁效应来工作的,故B错误。
C、发电机的工作原理是电磁感应,是由于运动而产生电流,故C错误。
D、电动机的原理是通电导体在磁场中受力而运动,和电流表原理相同,故D正确。
故选:D。
电流表是线圈中有电流通过时,线圈转动带动指针偏转,属于通电导体在磁场中受力运动,找出相同工作原理的即可。
电磁部分包括三部分内容:电流的磁效应、电磁感应、通电导体在磁场中受力而运动,掌握电动机、发电机、电磁铁、扬声器、话筒、电磁起重机、电磁继电器、电铃等工作原理。
11.??
解:
A、将带有磁条的信用卡在刷卡位置刷一下,检测头的线圈中就会产生变化的电流,POS刷卡机读出信息原理就是电磁感应现象,将机械能转化为电能,故A错误;
B、由图示电路图可知,当水位达到金属块A时,控制电路接通;电磁铁中有电流,会吸引衔铁下移,红灯接入电路,红灯亮,绿灯断路,绿灯不亮,实现报警,故B错误;
C、丙图中电路通电后,导体框在磁场中发生转动,这说明通电导体在磁场中受到力的作用,其原理是磁场对电流的作用,故C正确;
D、丁图中同时改变电流方向和磁场方向,则导体ab的受力方向不变,运动方向不变,故D错误。
故选:C。
(1)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,这种现象是电磁感应现象;
(2)由水位的变化导致了控制电路的通断,进一步决定了电磁铁磁性的有无,从而控制了工作电路的动触点的位置的变化,改变了工作电路的连接情况;
(3)通电导体在磁场中受到力的作用;
(4)通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和导体运动的方向有关。
在电磁学部分中,电磁感应与通电导体在磁场中的运动为互逆过程,可明确是先有的运动还是先有的电流,由运动产生电流则为电磁感应,若是由电流引起的运动,则为通电导体在磁场中的受力。
12.??
解:
A、该电路中没有电源,摇动手柄,电流表有示数,说明产生了感应电流,则该实验研究的是电磁感应现象,将机械能转化为电能,故A错误。
B、如图,电流从通电螺线管的右端流入、左端流出,根据安培定则可知,通电螺线管的左端是N极;磁场是看不到的物质,而磁感线是为描述磁场分布而引入,实际上磁感线是不存在的,故B错误。
C、导线中有电流通过时,小磁针发生偏转,说明电流周围存在磁场,某点的磁场方向跟该点小磁针静止时N极指向相同,所以某点的磁场方向可由小磁针静止时N极指向来判断,故C正确。
D、如图,电路中有电源,是探究通电线圈在磁场中受力转动,是电动机的工作原理,而发电机是根据电磁感应现象工作的,故D错误。
故选:C。
(1)电磁感应是机械能转化为电能。
(2)知道通电螺线管的电流方向,根据安培定则可以判断通电螺线管的磁极;为了描述磁场的分布物理学上引入了磁感线,实际上磁感线是不存在的;
(3)电流周围存在磁场,磁场方向跟该点小磁针静止时N极指向相同。
(4)电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的,发电机是根据电磁感应现象来工作的。
初中电磁学部分包括三部分内容:电流的磁效应、电磁感应、通电导体在磁场中受力而运动,需要掌握电动机、发电机、电磁铁、扬声器、话筒、电磁起重机等工作原理。
13.??
解:灵敏电流计的工作原理: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反映电路中电流的大小。
A、电磁铁是利用电流的磁效应制成的,与电流表的工作原理无关,故A错误。
B、图中是发电机的模型,发电机是利用电磁感应现象制成的,与电流表的工作原理无关,故B错误。
C、图中是奥斯特实验,说明通电导体的周围存在磁场,与电流表的工作原理无关,故C错误。
D、图中通电导体在磁场中受力而运动,与电流表的工作原理相同,故D正确。
故选:D。
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。
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。
14.??
解:高速带电粒子流的定向运动形成电流,根据磁场对通电导体有力的作用可知,高速带电粒子流受磁场力的作用而偏离地球,对地球起到保护作用;电动机是根据磁场对通电导体有力的作用原理工作的,所以地磁场对高速带电粒子流的作用与电动机相同。故ABD错误,C正确;
故选:C。
高速带电粒子流的定向运动形成电流,而磁场对通电导体有力的作用。
本题考查电流的形成以及电动机的原理,属于基础题。
【填空题答案】
1.??通电导体在磁场中受到力的作用? 电流表???????
2.??方向? 电? 电动机???????
3.??竖直向上? 减小? 改变电流方向或使磁场反向???????
4.??两端? 排斥? 动圈式话筒? 动圈式扬声器???????
5.??力? 右???????
6.??N? 向外? 机械???????
7.??通电导体在磁场中受力方向与磁场方向是否有关???????
8.??通电导线周围会产生磁场,磁场对通电导体产生力的作用???????
【解析】
1.??
解:通电的灯丝在U形磁体中发生了晃动,这表明通电导体在磁场中受到力的作用;
电磁继电器利用的是电流的磁效应;动圈式麦克风利用的是电磁感应现象;电流表通电后,指针在磁场中受到力的作用,与灯丝晃动的原理是相同的。
故答案为:通电导体在磁场中受到力的作用;电流表。
磁场对电流的作用是:通电导体在磁场中受力。
电磁感应现象是因为运动而产生电流,磁场对电流的作用是因为电流而产生运动,要熟记这些知识。
2.??
解:给直导线通电,发现它向右运动,磁场方向不变,只改变直导线中电流的方向,发现它向左运动,导线的运动方向发生改变;
此过程中,消耗电能,产生机械能,将电能转化为机械能,电动机就是根据此原理制成的。
故答案为:方向;电;电动机。
(1)通电导体在磁场中受力而运动,导体的运动方向跟电流的方向、磁场方向有关。在磁场方向一定时,电流方向改变,导体运动方向改变;在电流方向一定时,磁场方向改变,导体运动方向改变。
(2)通电导体在磁场中受力而运动,电能转化为机械能。
(3)电动机的工作原理:通电导体在磁场中受力而运动。
本题考查了电动机的工作原理、电动机能量转化、通电导体在磁场中受力运动方向的影响因素,属于基础题目。
3.??
解:当棒中通以由A流向B的电流时橡皮筋处于松弛状态就说明了导线AB受到了一个向上的磁场力的作用;
若要使橡皮筋处于拉伸状态,应减小磁场力,可以断开电流,此时没有磁场力,或者减小电流的大小,从而减小磁场力;
若电流的方向发生改变时,导线AB的受力方向就会变为向下,橡皮筋将会处于拉伸状态;或者改变磁场的方向、减弱磁场都可以使橡皮筋处于拉伸状态。
故答案为:竖直向上;减小;改变电流方向或使磁场反向。
先分析金属棒受到的力有:橡皮筋的拉力(两个)、导线AB的重力、导线AB受到的向下的磁力;再根据受力情况判断磁场力的方向。
本题考查磁场力的有关问题,解答此题的关键是导体AB所受到的磁力的分析。
4.??
解:磁体各部分的磁性强弱不同,条形磁体的两端磁性最强,称为磁极;
由磁极间的相互作用规律可知,同名磁极相互靠近时会相互排斥;
动圈式话筒是声信号转化为电信号的装置,将机械能转化为电能,利用的是电磁感应原理;动圈式扬声器是将电信号转化成声信号的装置,将电能转化为机械能,利用的是通电导体在磁场中受力运动的原理。
故答案为:两端;排斥;动圈式话筒;动圈式扬声器。
磁体的不同部位磁性强弱不同,磁体的两端磁性最强,称为磁极,中间磁性最弱;磁极之间的相互作用规律是同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在切割磁感线运动时,产生感应电流;磁场对通电导体力的作用是通电的导体在磁场中受到力的作用。
电磁感应现象是由运动产生电流,磁场对通电导体的作用是由电流产生运动,互为相反过程,对比记忆。
5.??
解:
闭合开关,静止的导体棒ab在轨道上向右运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用。
若只将电源的正、负极对调,改变了电流方向,则导体棒ab的运动方向改变,所以导体棒ab将向左运动;若只将蹄形磁铁的N、S极对调,改变了磁场方向,则导体棒ab的运动方向改变,所以导体ab棒将向左运动,但将电源的正、负极和磁体的N、S极都对调,导体棒ab运动方向不变,仍向右运动。
故答案为:力;右。
通电导体在磁场中受到磁力而运动,导体运动方向跟电流方向和磁场方向有关,只改变其中的一者导体运动方向改变,同时改变两者导体运动方向不变。
本题主要明确通电导体的运动方向的影响因素。做题时一定要明确试题考查的是什么知识点,抓住知识点才能解决问题。
6.??
解:
图乙为电动机工作原理图,箭头表示磁感线方向。在磁体外部,磁感线总是从N极发出,回到S极,则根据图乙可知,磁铁上端为N极;
已知磁场对线框左边的作用力垂直于纸面向里,右边磁场方向与左边相反、而电流方向相同(都是向下的),所以线框右边受到的磁场力与线框左边的磁场力相反,即线框右边受到的磁场力垂直于纸面向外;
线框在转动过程中消耗电能,得到机械能,所以将电能转化为机械能。
故答案为:N;向外;机械。
在磁体外部,磁感线总是从N极发出,回到S极;电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,且所受磁场力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。
本题考查了磁场对电流的作用、电动机的能量转化、影响磁场力方向的因素等知识,涉及的知识点较多,但难度不大。
7.??
解:①断开开关,将金属导体棒ab静止放置在磁场中两根平行的金属导轨上,ab中无电流,不会运动;②闭合开关,电流通过导体棒ab,ab向右运动,说明ab受到了磁力的作用;③只将磁体的磁极对调,闭合开关,导体棒ab向左运动,运动方向发生了变化,说明受力方向与磁极的方向有关,所以探究的是通电导体在磁场中受力方向与磁场方向的关系。
故答案为:通电导体在磁场中受力方向与磁场方向是否有关。
通电导体在磁场中受到磁场力的作用,通电导线所受磁场力的方向由电流方向、磁场方向决定。
本题考查了通电导体在磁场中受到磁场力的影响因素,难度不大,是一道基础题。
8.??
解:a导线通电后周围产生磁场,b导线可以视为放入磁场中的通电导体,在磁场中受到磁力作用。
故答案为:通电导线周围会产生磁场,磁场对通电导体产生力的作用。
两条平行放置的直导线,当通以相同的电流时,一根导线通电后周围产生磁场,另一根导线可以视为放入磁场中的通电导体,在磁场中受到磁力作用。
本题也可以理解为b导线周围产生磁场,然后对通电导体a产生作用。
第14章 五、磁场对通电导线的作用力
【作图题探究题简答题答案】
1.??
①;
②。
???????
2.??解:比较图2甲、乙可知,在电流方向不变时,磁场的方向改变后,导线所受力的方向会改变,所以通电导线在磁场中的受力方向与磁场方向有关;
在图2中乙图的基础上分析可知,此时磁场的方向没有改变,但电流的方向改变,所以所受力的方向改变,如下图:
故答案为:见上图。???????
1.??橡胶棒是绝缘体? 力???????
2.??通电导线在磁场中受到力的作用? 线圈受的力更大? 乙? 丁? 丁???????
1.??答:用手使甲线圈摆动动时,甲线圈做切割磁感应线运动,而甲线圈和乙线圈又构成一个闭合回路,根据电磁感应原理可知,此时会有电流经过乙线圈;而乙线圈又置于U形磁铁产生的磁场中,从而受到磁场的作用而发生摆动。???????
【解析】
1.??
【分析】
通电导体在磁场中受力而转动,导体受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,与电流的方向垂直,与磁场的方向也垂直,据此画图。
本题由已知的1图中关系明确磁场的方向,2、3图利用受力方向与磁场方向和电流方向的关系确定。
【解答】
?通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,电流方向改变时,导体受力方向改变;磁场方向改变时,导体受力方向改变;电流方向和磁场方向同时改变,导体受力方向不变;
①图2与图1相比,磁场方向不变,电流方向相反,则导体在磁场中受力方向改变,与图1的受力方向相反,如图所示:;
②图3与图2相比,电流方向不变,导体在磁场中受力方向相反,所以磁场方向改变,则图3中磁场方向与图2 相反,如图所示:。
2.??
本题考查了通电导体受力方向与磁场方向和电流方向的关系,由已知的图中分析导体受力方向与磁场方向和电流方向的关系是解题的关键。
先由已知的图2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;
在图2中乙图的基础上分析丙图可得答案。
1.??
解:(1)要想产生感应电流,则ab必须是导体,铜是导体,而橡胶棒是绝缘体;
(2)闭合开关,导体ab成为通电导体,处于磁场中,向右运动,说明通电导体在磁场中受到磁场力的作用;
(3)由图可知,小磁针的右端为N极,左端为S极,根据磁极间的相互作用规律可知,螺线管右端为N极,左端为S极,磁感线是从N极出来回到S极的;根据安培定则可知,螺线管中电流的方向是向下的,如图:

故答案为:(1)橡胶棒是绝缘体;(2)力;(3)如图。
(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流;
(2)通电导体在磁场中会受到力的作用,受力方向与电流方向和磁场方向有关;
(3)根据磁极间的相互作用规律判定螺线管的极性,磁感线是从N极出来回到S极的;根据安培定则判定电流的方向。
本题考查了电磁感应现象、磁场对通电导体的作用、安培定则的应用,要掌握。
2.??
解:
(1)甲图中,通电后导线ab中有电流,ab从静止变为运动,这表明通电导线在磁场中受到力的作用;
(2)由于通电导线在磁场中所受力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关,增加线圈的匝数,会使线圈受到的磁场力更大;
(3)由图可知,乙图中线圈处于平衡位置,线圈平面与磁感线是垂直的,则此时受力平衡,线圈不会转动;而丙和丁中的线圈都会受到磁场力的作用而转动;
由图可知,丁图中有换向器,换向器使线圈在转过平衡位置后自动改变线圈中的电流方向,使线圈持续转动;生活中为了使电动机能持续运转,电动机中都有换向器,故与生活中使用的电动机结构最相似的是丁图。
故答案为:(1)通电导线在磁场中受到力的作用;(2)线圈受的力更大;(3)乙;丁;丁。
(1)通电导体在磁场中受到力的作用;
(2)通电导线在磁场中所受力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关;
(3)当线圈处于平衡位置时,线圈不会转动;电动机中换向器的作用:使线圈在转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向。
本题综合考查了电动机的原理、受力方向与电流方向和磁场方向之间的关系,考查了学生利用基础知识进行分析问题、解决问题的能力,是一道好题。
1.??
根据通电导体在磁场中受力的原理来对图中的装置进行分析。电动机的制作原理是通电导体在磁场中受力,发电机的原理是电磁感应,电动机工作时消耗电能,得到机械能;发电机工作时将机械能转化为电能。
本题考查了电与磁之间的两个联系及其应用,注意通电导体在磁场中的受力,易错点。