专题16.3 磁场对电流的作用 电动机（四大易错题考点练习）-2024-2025学年苏科版物理九年级下册考点分类专题易错题汇编培优练

2024-2025学年苏科版物理九年级下册考点分类专题易错题汇编培优练 专题16.3 磁场对电流的作用 电动机（四大考点） 考点1 生活中利用电磁铁工作的设备 1 考点2 探究磁场对电流的力的作用 3 考点3 影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素 6 考点4 通电线圈在磁场中受力情况分析 8 考点1 生活中利用电磁铁工作的设备 【典例分析】（2024·江苏泰州·二模）图甲为某品牌足浴盆的相关参数，其内部电路可分为工作电路和控制电路两个部分（如图乙所示）。电磁继电器所在控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，加热至40℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，热敏电阻R的阻值随温度变化的曲线如图丙所示。 （1）如图乙所示，工作电路处于加热状态时，电磁继电器衔铁的触点应该与 （填“A”或“B”）相连；向该足浴盆中加入4kg初温为20℃的水，加热至40℃需要的时间为3min20s，则该足浴盆的加热效率为 ； （2）为使足浴盆中的水加热至40℃时，能自动进入保温模式，滑动变阻器接入的阻值应为 Ω；若要适当提高进入保温模式时的水温，应将滑动变阻器的滑片向 移动一些。 【变式1-1】（2023·江苏无锡·一模）如图所示，GMR是巨磁电阻（其电阻阻值在磁场中随磁性的增强而急剧减小）。当开关都闭合时，电磁铁的左端为 极；当滑片P向右移动时，指示灯的亮度 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。    【变式1-2】（2024·江苏南京·模拟预测）图甲是小明家空气加湿器电路的示意图。加湿装置上标有“220V 22W”字样。R1是探测空气湿度的湿敏电阻，其阻值随空气湿度变化的图像如图乙所示；R0是电磁铁线圈的电阻。已知控制电路电源的电压U0为6V且保持不变，当空气湿度为30%时，控制电路中的电流为0.03A，当控制电路中电流为0.06A时，加湿器停止工作。 （1）当房间内的空气湿度增大时，湿敏电阻R1阻值 （选填“增大”“不变”或“减小”），电磁铁所在的控制电路电流 （选填“增大”“不变”或“减小”），从而使衔铁被吸下，加湿器停止工作； （2）加湿装置正常工作时的电流是多少 ？ （3）加湿器正常工作时，房间内的空气湿度最大是多少 ？ 【变式1-3】（22-23九年级下·江苏盐城·阶段练习）小明去东台国贸商场时发现能自动变速的“聪明的电梯”（如图甲），小明根据网络搜索的如乙图所示的简易控制电路，R是一个压敏电阻，其电阻阻值随压力的增大而减小。分析：当有人走上电梯时，电磁铁的磁性变 （强/弱），电动机的转速变 （大/小），工作电路的总功率 （变大/变小/不变）。 【变式1-4】（2024·江苏南京·一模）下面是课本中的几幅图。 （1）甲图：体操运动员上杠前在手上涂镁粉，目的是 （选填“增大”或“减小”）摩擦； （2）乙图：在“探究平面镜成像的特点”实验中，为判断棋子A的像是虚像还是实像，主要做法是：在棋子B处放一张白卡片 （选填“透过玻璃板”或“直接”）观察白卡片上是否有像； （3）丙图：在观察“碘锤”中的物态变化活动中，采用水浴法加热的主要目的是 （酒精灯外焰的温度约为800℃，碘的熔点为113.7℃）； （4）丁图：人工心脏泵工作时，当电流从线圈A端流入，血液 （选填“流入”或“流出”）泵室；若线圈中的电流大小增大，则心脏泵每分钟“跳动”的次数 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【变式1-5】（2022·广西桂林·一模）如图所示，是我国自主研发制造时速可达620千米/小时的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车，下列有关说法正确的是（　　） A．超导体是一种电阻很大的材料 B．磁悬浮列车与轨道相分离，使得磁悬浮列车与轨道之间摩擦力几乎为零 C．磁悬浮列车通过异名磁极相互排斥将磁悬浮列车托举起来 D．利用超导材料可制成发热效率更高的电热器 考点2 探究磁场对电流的力的作用 【典例分析】（23-24九年级下·江苏宿迁·阶段练习）在研究“磁场对通电导体的作用”实验中。 （1）利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在ab之间接入 （选填“灵敏电流计”或“电源”），根据该原理可制成 ； （2）在图乙中，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 （选填“上”或“下”）； （3）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。 【变式2-1】（23-24九年级上·江苏宿迁·期末）磁体会对通电导体产生力的作用吗？ （1）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间，未闭合开关时导体静止，闭合开关后，导体运动，说明磁场对通电导体 （有/没有）力的作用； （2）断开开关，将图中磁体的N和S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与 方向有关； （3）断开开关，将图中电源的正负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与 方向有关； （4）在导体运动过程中将电能转化为 能。 【变式2-2】（2024·江苏·模拟预测）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 ，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 ，自动改变线圈中电流方向。 【变式2-3】（23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习）利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”。 （1）应在从M、N之间接入 （选填“小量程电流表”、“电源”或“灯泡”），装置中的导体棒应选用轻质的 （选填“铁棒”或“铝棒”）； （2）如图乙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极。通电后cd段导线受磁场力的方向与ab段导线所受磁场力的方向 （相同/相反），其理由是：磁场方向相同， 。这两个力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力； （3）如图丙，小明自制了一个电动机，将线圈漆包线两端的漆一端全刮，另一端刮半周，这种方法刮漆，使线圈在平衡位置附近时会 （选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”）； （4）实验室中的直流电动机模型，如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是 。 【变式2-4】（23-24九年级下·江苏连云港·阶段练习）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小晴按照图甲所示组装实验器材。 （1）为完成该实验探究，放在蹄形磁体磁场中的直导线EF不能选择下列哪种金属棒 ； A．铁棒    B．铜棒    C．铝棒 （2）将滑动变阻器的滑片向右端移动，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； （3）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 （选填“上”或“下”）； （4）要使图乙中线圈持续转动，应在其外部加装 ，自动改变线圈中的电流方向。 考点3 影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素 【典例分析】（23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习）如图所示，闭合开关S时，观察到铜棒AB向左运动，为使开关S闭合后AB棒向右运动，下列操作可行的是（　　） A．换用同样粗细的铁棒 B．对调电源的正负极 C．向左移动滑动变阻器的滑片 D．换一个磁性更强的磁体 【变式3-1】（2023·江苏泰州·一模）如图是直流电动机模型。 （1）直流电动机模型里的换向器在线圈 （选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向； （2）小明将组装好的直流电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲，若要电动机转速加快，小明应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）端移动； （3）接下来，小明把该直流电动机模型中的永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连，使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后，合用一个电源，当对调接在电源正、负极上的导线时，电动机线圈转动的方向会不会改变?答： ，理由是 ； （4）若这台电动机正常工作时，两端的电压为5V，通过的电流为1A，通电10s，该电动机线圈的电阻为1Ω，这台电动机的效率为 。 【变式3-2】（23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习）物理实验小组的同学进行电磁学实验。请你帮他们完善以下内容。 （1）如图甲，当闭合开关，磁场中金属棒ab在导轨上运动，这说明 ，若只将电源的两极对调，接通电源，金属棒ab向相反的方向运动，说明力的方向与 方向有关； （2）如图乙，闭合开关，蹄形磁体不动，若使导体AB沿水平方向运动，则电流表指针将发生偏转，与此现象原理相同的是 （选填“动圈式话筒”或“动圈式扬声器”）； （3）根据图丙的实验图，可探究“电磁铁的磁性强弱与 的关系”，电磁铁磁性强弱通过 来观察。 【变式3-3】（23-24九年级下·江苏苏州·阶段练习）小明对电流表指针偏转的原因产生了兴趣，他在实验室找到一只可拆卸的电流表，进行了如下探究。 （1）打开外壳，观察电流表的内部结构，示意图如图所示。按照操作规范将电流表 联接入电路，通电后线圈转动，带动指针偏转；撤去磁体再次通电，指针不动。这说明电流表指针偏转的原理是 ； （2）若让电流从电流表的“-”接线柱流入，“+”接线柱流出，指针偏转方向会与（1）中的偏转方向 （选填“相同”或“相反”），因此使用电流表时不能把接线柱接反。    【变式3-4】（23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习）某些商场里的自动扶梯在无人、有人乘坐时运行速度不同，从而达到节约电能的目的，小红根据所学知识， 设计了这种扶梯工作时的模拟电路，如图所示是扶梯上无人时电路的工作状态，R是压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当扶梯上有人时，R所受压力增大时，衔铁会被 （选填“吸下”或“释放”），工作电路中的电动机转速 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 【变式3-5】（2024·江苏徐州·一模）如图所示装置，通电瞬间直导线向右摆动，这表明 对电流有力的作用；若要使直导线向左摆动，可改变电流 （选填“大小”或“方向”），根据这个原理可以制成 机。 考点4 通电线圈在磁场中受力情况分析 【典例分析】（22-23九年级上·全国·课时练习）如图所示是扬声器（喇叭）的结构图。当扬声器的线圈中通入携带声音信息的时刻变化的电流时，线圈会在永久磁体的作用下带动锥形纸盆振动发声。下列说法中正确的是（　　） A．扬声器工作时是将机械能转化为电能 B．扬声器工作时线圈中不会有电流 C．扬声器中的永久磁体不会对线圈有作用力 D．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动 【变式4-1】（2023·江苏苏州·一模）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 【变式4-2】（2023·江苏泰州·中考模拟）将一根直导线放在静止的小磁针上方，通电后小磁针发生偏转，这表明通电直导线周围存在 。如图所示装置，通电瞬间直导线向左摆动，这表明 对电流有力的作用。 【变式4-3】（22-23九年级上·广东茂名·期末）同学们在制作“让线圈转动起来”的活动中，他们将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上，如图所示。导线框abcd就会以干电池为轴转动起来。 （1）如果将磁铁的N、S极对调，导线框的转动方向将 （选填“改变”或“不改变”）； （2）实验中，干电池供电是 能转化为电能。若通电时间稍长，干电池会明显发热，原因是干电池被 ； （3）本装置与下列设备原理相同的是 ； A．电磁继电器 B．动圈式话筒 C．动圈式扬声器 D．电磁铁 （4）导线框能够转动的原因是左右两段导线受到的力的方向是 （选填“相同”或“相反”）的，这两个力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年苏科版物理九年级下册考点分类专题易错题汇编培优练 专题16.3 磁场对电流的作用 电动机（四大考点） 考点1 生活中利用电磁铁工作的设备 1 考点2 探究磁场对电流的力的作用 6 考点3 影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素 10 考点4 通电线圈在磁场中受力情况分析 14 考点1 生活中利用电磁铁工作的设备 【典例分析】（2024·江苏泰州·二模）图甲为某品牌足浴盆的相关参数，其内部电路可分为工作电路和控制电路两个部分（如图乙所示）。电磁继电器所在控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，加热至40℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，热敏电阻R的阻值随温度变化的曲线如图丙所示。 （1）如图乙所示，工作电路处于加热状态时，电磁继电器衔铁的触点应该与 （填“A”或“B”）相连；向该足浴盆中加入4kg初温为20℃的水，加热至40℃需要的时间为3min20s，则该足浴盆的加热效率为 ； （2）为使足浴盆中的水加热至40℃时，能自动进入保温模式，滑动变阻器接入的阻值应为 Ω；若要适当提高进入保温模式时的水温，应将滑动变阻器的滑片向 移动一些。 答案： B 80% 160 左 规范解答：（1）[1]如图乙所示，工作电路处于加热状态时，工作电路消耗的电功率最大，根据可知，电路的总电阻最小，根据串并联电路的电阻特点可知，当R1、R2并联在电路中时，电路的总电阻最小，所以电磁继电器衔铁的触点应该与B相连。 [2]4kg初温为20℃的水，加热至40℃需要吸收的热量为 由可得，加热电阻消耗的电能为 则该足浴盆的加热效率为 （2）[3]加热至40℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，由图丙可知，此时热敏电阻的阻值为40Ω，根据欧姆定律可知，热敏电阻的两端电压为 由于控制电路中，两电阻串联，根据串联电路的电压特点可得，滑动变阻器的两端电压为 根据串联电路电流特点和欧姆定律可得，此时滑动变阻器接入的阻值为 [4]控制电路的两电阻串联，若要适当提高进入保温模式时的水温，热敏电阻的阻值增大，由于电路的总电流需保持不变，即电路的总电阻保持不变，热敏电阻的阻值更大，所以滑动变阻器连入电路的阻值变小，即应将滑动变阻器的滑片向左移动一些。 【变式1-1】（2023·江苏无锡·一模）如图所示，GMR是巨磁电阻（其电阻阻值在磁场中随磁性的增强而急剧减小）。当开关都闭合时，电磁铁的左端为 极；当滑片P向右移动时，指示灯的亮度 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。    答案： N 变暗 规范解答：[1]由图知，当开关都闭合时，电流从电磁铁的右端流入，左端流出；根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向电磁铁的左端为N极，右端为S极。 [2]当滑片P向右移动时，左侧电路中电阻变大，由欧姆定律可知该电路中电流变小，电磁铁的磁性减弱，则由题意可知巨磁电阻的阻值增大，右侧电路中电流变小，所以指示灯的亮度会变暗。 【变式1-2】（2024·江苏南京·模拟预测）图甲是小明家空气加湿器电路的示意图。加湿装置上标有“220V 22W”字样。R1是探测空气湿度的湿敏电阻，其阻值随空气湿度变化的图像如图乙所示；R0是电磁铁线圈的电阻。已知控制电路电源的电压U0为6V且保持不变，当空气湿度为30%时，控制电路中的电流为0.03A，当控制电路中电流为0.06A时，加湿器停止工作。 （1）当房间内的空气湿度增大时，湿敏电阻R1阻值 （选填“增大”“不变”或“减小”），电磁铁所在的控制电路电流 （选填“增大”“不变”或“减小”），从而使衔铁被吸下，加湿器停止工作； （2）加湿装置正常工作时的电流是多少 ？ （3）加湿器正常工作时，房间内的空气湿度最大是多少 ？ 答案： 减小 增大 0.1A 60% 规范解答：（1）[1][2]由乙图知，当空气湿度增大时R1的阻值减小，则控制电路的总电阻减小，由欧姆定律可知，电磁铁所在的控制电路电流增大，电磁铁磁性增强。 （2）[3]由P＝UI可知，加湿装置正常工作时的电流为 （3）[4]由图甲可知，控制电路中湿敏电阻与电磁铁线圈串联，当空气湿度为30%时湿敏电阻的阻值为150Ω，此时控制电路的总电阻 由串联电路的电阻特点可知，电磁铁线圈的电阻 R0＝R﹣R1＝200Ω﹣150Ω＝50Ω当控制电路中电流为0.06A时，加湿器停止工作，控制电路的总电阻为 湿敏电阻的阻值 由图乙可知，当湿敏电阻的阻值为50Ω时，则加湿器正常工作时房间内的空气湿度最大是60%。 【变式1-3】（22-23九年级下·江苏盐城·阶段练习）小明去东台国贸商场时发现能自动变速的“聪明的电梯”（如图甲），小明根据网络搜索的如乙图所示的简易控制电路，R是一个压敏电阻，其电阻阻值随压力的增大而减小。分析：当有人走上电梯时，电磁铁的磁性变 （强/弱），电动机的转速变 （大/小），工作电路的总功率 （变大/变小/不变）。 答案： 强 大 变大 规范解答：[1][2][3]当电梯上无人时，R的阻值较大，电磁铁的磁性较弱，衔铁被弹簧拉起，动触头和上面的静触头接通，R1和电动机串联在电路中，电动机两端电压小于电源电压。当人走上电梯后，R的压力增大，电阻减小，控制电路的电压不变，电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁使动触头和下面的静触头接通，R1断路，工作电路中只有电动机工作，电动机两端电压等于电源电压，电动机两端的电压增大，所以转速增大。根据可知工作电路的电压不变，电流增大，则工作电路的总功率变大。 【变式1-4】（2024·江苏南京·一模）下面是课本中的几幅图。 （1）甲图：体操运动员上杠前在手上涂镁粉，目的是 （选填“增大”或“减小”）摩擦； （2）乙图：在“探究平面镜成像的特点”实验中，为判断棋子A的像是虚像还是实像，主要做法是：在棋子B处放一张白卡片 （选填“透过玻璃板”或“直接”）观察白卡片上是否有像； （3）丙图：在观察“碘锤”中的物态变化活动中，采用水浴法加热的主要目的是 （酒精灯外焰的温度约为800℃，碘的熔点为113.7℃）； （4）丁图：人工心脏泵工作时，当电流从线圈A端流入，血液 （选填“流入”或“流出”）泵室；若线圈中的电流大小增大，则心脏泵每分钟“跳动”的次数 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 答案： 增大 直接 控制温度、防止碘熔化 流入 不变 规范解答：（1）[1]体操运动员上杠前在手上涂镁粉，可以增大接触面的粗糙程度，从而在压力一定时，增大摩擦力。 （2）[2]虚像不能成在光屏上，实验过程中，用一张白卡片竖直放在棋子B处的位置，直接观察卡片，发现不能看到像，说明平面镜所成的像是虚像。 （3）[3]因为水的沸点是100℃，碘的熔点是113.5℃、沸点是184.4℃，可见水的沸点低于碘的熔点，确保碘不会熔化，而直接升华为气态的碘蒸气。故实验中采用水浴法加热的主要目的是控制温度、防止碘熔化。 （4）[4]由图可知，当电流从线圈A端流入过程，根据安培定则，螺线管左端为S极，此时异名磁极相互吸引，活塞左移，S1关闭，S2打开，血液从S2流入泵室。 [5]图中的活塞移动变化频率与交流电的频率有关，交流电电流方向改变的频率影响跳动次数，与电流大小无关，若线圈中的电流大小增大，则心脏泵每分钟“跳动”的次数不变。 【变式1-5】（2022·广西桂林·一模）如图所示，是我国自主研发制造时速可达620千米/小时的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车，下列有关说法正确的是（　　） A．超导体是一种电阻很大的材料 B．磁悬浮列车与轨道相分离，使得磁悬浮列车与轨道之间摩擦力几乎为零 C．磁悬浮列车通过异名磁极相互排斥将磁悬浮列车托举起来 D．利用超导材料可制成发热效率更高的电热器 答案：B 规范解答：A．超导现象是指某些导体在低温时电阻几乎变为0的现象，所以超导体是一种电阻很小的材料，故A错误； B．磁悬浮列车与轨道分离，是通过使接触面分离的方法减少摩擦的，因为两个面之间不接触，所以其摩擦力几乎为0，故B正确； C．磁悬浮列车能悬浮起来，是利用磁极之间的相互作用来工作的，有的是利用同名磁极相互排斥，有的是利用异名磁极相互吸引，故C错误； D．电热器是利用电流热效应工作的，而超导材料的电阻为0，电流通过时不发热，故D错误。 故选B。 考点2 探究磁场对电流的力的作用 【典例分析】（23-24九年级下·江苏宿迁·阶段练习）在研究“磁场对通电导体的作用”实验中。 （1）利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在ab之间接入 （选填“灵敏电流计”或“电源”），根据该原理可制成 ； （2）在图乙中，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 （选填“上”或“下”）； （3）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。 答案： 电源 电动机 上 换向器 规范解答：（1）[1][2]研究“磁场对电流的作用”时，导线中需要有电流，观察甲图可知，缺少电源，加入电源后可制成电动机。 （2）[3]通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向、电流方向有关，在磁场方向不变的条件下，导体中的电流方向改变，受力方向也发生改变。乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，因ab段与cd段所处磁场方向不变，电流方向相反，所以ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上。 （3）[4]要使图乙中的线圈可以持续转动，需要在外部加装了换向器，这样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。 【变式2-1】（23-24九年级上·江苏宿迁·期末）磁体会对通电导体产生力的作用吗？ （1）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间，未闭合开关时导体静止，闭合开关后，导体运动，说明磁场对通电导体 （有/没有）力的作用； （2）断开开关，将图中磁体的N和S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与 方向有关； （3）断开开关，将图中电源的正负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与 方向有关； （4）在导体运动过程中将电能转化为 能。 答案： 有 磁场 电流 机械 规范解答：（1）[1]将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。 （2）[2]断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，磁场方向改变，再闭合开关，电流方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。 （3）[3]断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，导体中电流方向改变，磁场方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。 （4）[4]在导体运动过程中，会消耗电能，所以能量转化形式是电能转化为机械能。 【变式2-2】（2024·江苏·模拟预测）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 ，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 ，自动改变线圈中电流方向。 答案： 电源 电动机 竖直向上 F1、F2的方向不在同一直线上 换向器 规范解答：（1）[1][2]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a、b间应接电源；利用该原理制成了电动机。 （2）①[3][4]通电导线在磁场中所受力的方向跟电流方向和磁场方向有关。在乙图中，磁场方向相同，但导线ab与cd的电流方向相反，所以通电后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，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[5]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。 【变式2-3】（23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习）利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”。 （1）应在从M、N之间接入 （选填“小量程电流表”、“电源”或“灯泡”），装置中的导体棒应选用轻质的 （选填“铁棒”或“铝棒”）； （2）如图乙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极。通电后cd段导线受磁场力的方向与ab段导线所受磁场力的方向 （相同/相反），其理由是：磁场方向相同， 。这两个力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力； （3）如图丙，小明自制了一个电动机，将线圈漆包线两端的漆一端全刮，另一端刮半周，这种方法刮漆，使线圈在平衡位置附近时会 （选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”）； （4）实验室中的直流电动机模型，如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是 。 答案： 电源 铝棒 相反 电流方向相反 不是 切断线圈中的电流 电流太小 规范解答：（1）[1]利用如图甲所示的装置研究“磁场对通电直导线的作用”时，即必须有电源，所以在M、N间应接入电源。 [2]探究磁场对电流作用时，因为磁体能够吸引磁性材料，因此通电导体不能为磁性材料，故不能选择铁棒进行实验，而应选轻质铝棒。 （2）[3][4][5]通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关，所以在乙图中，通电后cd段导线和ab段导线所处磁场相同，电流方向不同，所以受力方向不同，因为这两个力不作用在一条直线上，所以这两个力不是一对平衡力。 （3）[6]当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，此时线圈处于平衡位置；为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是将线圈两端的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮上半周或下半周；按这种方法刮漆，线圈转到平衡位置时，线圈中没有电流，线圈由于惯性能够按原方向持续转动，所以这一部位就相当于直流电动机中的换向器，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。 （4）[7]电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，说明通电导体在磁场中受力的作用太小，通电导体在磁场中受力大小与磁场强弱和电流大小有关，所以原因可能是电流太小或磁场太弱。 【变式2-4】（23-24九年级下·江苏连云港·阶段练习）在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小晴按照图甲所示组装实验器材。 （1）为完成该实验探究，放在蹄形磁体磁场中的直导线EF不能选择下列哪种金属棒 ； A．铁棒    B．铜棒    C．铝棒 （2）将滑动变阻器的滑片向右端移动，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； （3）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 （选填“上”或“下”）； （4）要使图乙中线圈持续转动，应在其外部加装 ，自动改变线圈中的电流方向。 答案： A 电流的大小 上 换向器 规范解答：（1）[1]实验研究的是通电导体在蹄形磁体磁场中的行为，而不是磁体本身。通电导体在磁场中会受到力的作用，这种力是由磁场和电流之间的相互作用产生的。由于铁类物质在磁场中会被磁化形成磁体，干扰实验效果，实验中应选择非铁类金属物质，则实验中不能选择铁棒，故选A。 （2）[2]将滑动变阻器的滑片向右端移动，接入电路阻值变小，电路中电流变大，导线摆动的幅度大，说明受到的力较大，这说明磁场对通电导体的作用力的大小与电流的大小有关。 （3）[3]由图乙可知，磁场方向不变，ab段与cd段电流方向相反，cd段受力方向竖直向下，则ab段受力方向竖直向上。 （4）[4]换向器起到改变电流方向的作用。要使图乙中线圈持续转动，应在外部加装换向器， 自动改变线圈中的电流方向。 考点3 影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素 【典例分析】（23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习）如图所示，闭合开关S时，观察到铜棒AB向左运动，为使开关S闭合后AB棒向右运动，下列操作可行的是（　　） A．换用同样粗细的铁棒 B．对调电源的正负极 C．向左移动滑动变阻器的滑片 D．换一个磁性更强的磁体 答案：B 规范解答：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。 A．换用同样粗细的铁棒会被磁体吸附，不能改变受力运动的方向，故A不符合题意； B．对调电源的正负极，电流方向改变，则受力运动的方向改变，故B符合题意； C．向左移动滑动变阻器的滑片，电流大小改变，不能改变受力运动的方向，故C不符合题意； D．换一个磁性更强的磁体，磁场强弱改变，不能改变受力运动的方向，故D不符合题意。 故选B。 【变式3-1】（2023·江苏泰州·一模）如图是直流电动机模型。 （1）直流电动机模型里的换向器在线圈 （选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向； （2）小明将组装好的直流电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲，若要电动机转速加快，小明应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）端移动； （3）接下来，小明把该直流电动机模型中的永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连，使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后，合用一个电源，当对调接在电源正、负极上的导线时，电动机线圈转动的方向会不会改变?答： ，理由是 ； （4）若这台电动机正常工作时，两端的电压为5V，通过的电流为1A，通电10s，该电动机线圈的电阻为1Ω，这台电动机的效率为 。 答案： 刚转过 左 不会 电流方向和磁场方向同时发生改变，受力方向不变 80% 规范解答：（1）[1]直流电动机模型里的换向器的作用是在线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，使得线圈持续转动下去。 （2）[2]通电导体在磁场中受力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关，若要电动机转速加快，小明应将滑动变阻器的滑片向左端移动，增大电路中的电流。 （3）[3][4]当对调接在电源正、负极上的导线时，电流方向和磁场方向同时发生改变，受力方向不变，所以电动机线圈转动的方向不会改变。 （4）[5]消耗的电能为 电动机线圈产生的热量为 则这台电动机的效率为 【变式3-2】（23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习）物理实验小组的同学进行电磁学实验。请你帮他们完善以下内容。 （1）如图甲，当闭合开关，磁场中金属棒ab在导轨上运动，这说明 ，若只将电源的两极对调，接通电源，金属棒ab向相反的方向运动，说明力的方向与 方向有关； （2）如图乙，闭合开关，蹄形磁体不动，若使导体AB沿水平方向运动，则电流表指针将发生偏转，与此现象原理相同的是 （选填“动圈式话筒”或“动圈式扬声器”）； （3）根据图丙的实验图，可探究“电磁铁的磁性强弱与 的关系”，电磁铁磁性强弱通过 来观察。 答案： 磁场对通电导体有力的作用 导体中的电流 动圈式话筒 线圈匝数 吸引大头针的数量 规范解答：（1）[1]如图甲，当闭合开关，ab导线时通电导体，磁场中金属棒ab在导轨上运动，这说明磁场对通电导体有力的作用。 [2]若只将电源的两极对调，接通电源，金属棒ab的电流方向改变，金属棒ab向相反的方向运动，说明力的方向与电流方向有关。 （2）[3]如图乙，闭合开关，蹄形磁体不动，若使导体AB沿水平方向运动，此时AB切割磁感线，电流表指针将发生偏转，说明闭合电路中的部分导体切割磁感线会产生感应电流，与此现象原理相同的是动圈式话筒，都是电磁感应现象，而动圈式扬声器利用通电导体在磁场中受力的作用工作的。 （3）[4][5]图丙中，电磁铁串联，电流相同，两电磁铁线圈匝数不同，实验中用到转换法，电磁铁磁性强弱通过吸引的铁钉的个数来体现，丙图中电磁铁吸引的铁钉个数不同，说明电磁铁的磁性不同，说明根据图丙的实验图，可探究“电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系”。 【变式3-3】（23-24九年级下·江苏苏州·阶段练习）小明对电流表指针偏转的原因产生了兴趣，他在实验室找到一只可拆卸的电流表，进行了如下探究。 （1）打开外壳，观察电流表的内部结构，示意图如图所示。按照操作规范将电流表 联接入电路，通电后线圈转动，带动指针偏转；撤去磁体再次通电，指针不动。这说明电流表指针偏转的原理是 ； （2）若让电流从电流表的“-”接线柱流入，“+”接线柱流出，指针偏转方向会与（1）中的偏转方向 （选填“相同”或“相反”），因此使用电流表时不能把接线柱接反。    答案： 串 通电线圈在磁场中受到力的作用 相反 规范解答：（1）[1][2]电流表在测量电流时，应串联接入电路；电流表通电后线圈转动，带动指针偏转；撤去磁体再次通电，指针不动，这说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在磁场中受力转动，这与电动机的工作原理相同。 （2）[3]若让电流从电流表的“-”接线柱流入，“+”接线柱流出，磁场方向不变，电流方向改变，指针偏转方向改变，会与（1）中的偏转方向相反，因此使用电流表时不能把接线柱接反。 【变式3-4】（23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习）某些商场里的自动扶梯在无人、有人乘坐时运行速度不同，从而达到节约电能的目的，小红根据所学知识， 设计了这种扶梯工作时的模拟电路，如图所示是扶梯上无人时电路的工作状态，R是压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当扶梯上有人时，R所受压力增大时，衔铁会被 （选填“吸下”或“释放”），工作电路中的电动机转速 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 答案： 吸下 变大 规范解答：[1][2]由图可知，控制电路的压敏电阻与电磁铁串联。当扶梯上有人时，R所受压力增大，根据已知条件，压敏电阻变小，由串联电阻的规律，电路的电阻变小，由欧姆定律可知控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性变大，将衔铁吸下，使动触点与静触点“2”接触，此时工作电路的电阻变小，电流变大，因此工作电路中的电动机转速变大。 【变式3-5】（2024·江苏徐州·一模）如图所示装置，通电瞬间直导线向右摆动，这表明 对电流有力的作用；若要使直导线向左摆动，可改变电流 （选填“大小”或“方向”），根据这个原理可以制成 机。 答案： 磁场 方向 电动 规范解答：[1]通电瞬间直导线向右摆动，说明通电导线在磁场中受力的作用。 [2]若要使直导线向左摆动，可以改变流过直导线的电流方向，也可以对换磁铁的两个磁极。 [3]电动机就是根据这个原理制成的。即电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的。 考点4 通电线圈在磁场中受力情况分析 【典例分析】（22-23九年级上·全国·课时练习）如图所示是扬声器（喇叭）的结构图。当扬声器的线圈中通入携带声音信息的时刻变化的电流时，线圈会在永久磁体的作用下带动锥形纸盆振动发声。下列说法中正确的是（　　） A．扬声器工作时是将机械能转化为电能 B．扬声器工作时线圈中不会有电流 C．扬声器中的永久磁体不会对线圈有作用力 D．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动 答案：D 规范解答：A．动圈式扬声器在工作过程中消耗了电能，把电能转化为机械能，故A错误； B．动圈式扬声器工作时线圈会有地电流，故B错误； C．当线圈中有电流通过时，扬声器中的永久磁体会对线圈有作用力，故C错误； D．扬声器的工作原理是磁场对电流有力的作用，故D正确。 故选D。 【变式4-1】（2023·江苏苏州·一模）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 答案：B 规范解答：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。 【变式4-2】（2023·江苏泰州·中考模拟）将一根直导线放在静止的小磁针上方，通电后小磁针发生偏转，这表明通电直导线周围存在 。如图所示装置，通电瞬间直导线向左摆动，这表明 对电流有力的作用。 答案： 磁场 磁场 规范解答：[1]由于通电直导线周围存在磁场，小磁针会受到磁场力的作用，故小磁针发生偏转。 [2]由于通电瞬间导线向左摆动，说明它受到了力的作用，这个力是磁场对通电直导线作用的，这表明磁场对电流有力的作用。 【变式4-3】（22-23九年级上·广东茂名·期末）同学们在制作“让线圈转动起来”的活动中，他们将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上，如图所示。导线框abcd就会以干电池为轴转动起来。 （1）如果将磁铁的N、S极对调，导线框的转动方向将 （选填“改变”或“不改变”）； （2）实验中，干电池供电是 能转化为电能。若通电时间稍长，干电池会明显发热，原因是干电池被 ； （3）本装置与下列设备原理相同的是 ； A．电磁继电器 B．动圈式话筒 C．动圈式扬声器 D．电磁铁 （4）导线框能够转动的原因是左右两段导线受到的力的方向是 （选填“相同”或“相反”）的，这两个力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力。 答案： 改变 化学 短路 C 相反 不是 规范解答：（1）[1]通电导体运动的方向与导体电流的方向和磁场的方向有关，当将磁铁的N、S极对调，磁场方向发生改变，则导线框的转动方向将改变。 （2）[2]实验中，干电池供电是化学能能转化为电能。 [3]由图可知，用导线直接将电池的正负极相连，干电池被短路，若通电时间稍长，干电池会明显发热。 （3）[4]本装置的原理是通电导体在磁场中受到力的作用，与动圈式扬声器一个原理。电磁继电器和电磁铁都是电流的磁效应；动圈式话筒是电磁感应原理；故ABD不符合题意，C符合题意，故选C。 （4）[5][6]导线框能够转动的原因是左右两段导线受到的力的方向是相反的，但这两个力没有在同一直线上，所以不是平衡力。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$