8.2磁场对电流的作用 同步训练 2024-2025学年教科版物理九年级上册

磁场对电流的作用 同步训练 一．选择题（共5小题） 1．随着科技的发展，机器人已进入人们的日常生活中，机器人的动力装置是电动机。如图所示，能说明电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 2．“绿水青山就是金山银山”，为保护环境，我国大力发展新能源汽车，图甲是电动车充电的场景。图乙是某电动汽车前进和倒车工作原理简单示意图，开关S1和S2由绝缘操纵杆控制，能同时接“1”或接“2”，向前推操纵杆时汽车前进且能调速（调速是通过电子调速器改变流过电动机的电流大小来实现，图中R1相当于电子调速器），向后拉操纵杆时汽车以恒定速度后退。结合情境中的文字和图象信息判断，下列说法正确的是（　　） A．给电动汽车上的蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的电源 B．电动机和电子调速器的连接方式是并联 C．开关S1和S2同时接1可实现汽车倒车 D．汽车前进和倒车是通过开关改变电动机线圈中的电流方向实现 3．下列实验装置与探究内容不相符的是（　　） A．探究电动机工作原理 B．探究电流的磁效应 C．探究磁场对电流的作用 D．探究磁极间的相互作用 4．电动自行因其方便、快捷深受人们的喜爱，其心部件是电动机。如图中与电动机的工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 5．福建舰是我国首艘电磁弹射航母。航母采用自行研制的电磁弹射器，如图是它的工作原理示意图。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，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。在如图所示的实验中，与电磁弹射器工作原理一致的是（　　） A． B． C． D． 二．填空题（共5小题） 6．图1所示，2022年6月17日，我国的“福建舰”正式下水，该舰采用电磁弹射起飞系统，其弹射原理与电磁炮的原理相同，利用强电流产生强磁场将勾在弹射车的飞机弹射起飞。 （1）如图2所示，能用于解释电磁弹射工作原理的是 　 　。 （2）战斗机获得升力的原理是：在流体中，流速越快的位置压强越 　 　（选填“大”“小”）； （3）满载排水量约为8×104t，福建舰满载时受到的浮力约为 　 　N；当福建舰上的战机起飞后，福建舰受到的浮力 　 　（选择“变大”、“变小”或“不变”）。 （4）若舰载机弹射时电磁作用力为1.1×106N，弹射道长为100m，（忽略摩擦力，通过电磁力做功把电能转化为舰载机起飞所需的机械能），蓄电装置放电转化为机械能的效率为50%，而为蓄电装置充电的柴油发电机组的效率也为50%，已知柴油的热值为3.3×107J/kg，则电磁弹射一次舰载机，蓄电装置需要释放电能为 　 　。所消耗的柴油质量为 　 　。 7．如图所示，用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场。 （1）闭合开关，由于磁场对 　 　有力的作用，线圈会转动；线圈在磁场中 　 　（选填“能”或“不能”）持续转动。 （2）将电源换成小量程电流表，闭合开关，缓慢转动线圈，发现电流表的指针左右摆动，说明线圈在磁场中转动时产生了 　 　（选填“直流”或“交流”）电，实现 　 　能向电能的转化。 8．如图所示，神舟十三号航天员乘组与地面通信时，翟志刚展示了在空间站听的歌。小刚听过之后断定是杨耀扬唱的，他是依据声音的 　 　判断的；手机发声的核心部件扬声器是靠膜片 　 　发声的，其原理与 　 　（选填“发电机”或“电动机”）大致相同。 9．如图，闭合开关，导体棒受到磁场力的作用向左运动，这是由于磁场对 　 　有力的作用，若改变电流方向，同时将磁铁磁极对调，导体棒将向 　 　运动。 10．人工智能让我们的生活更加便捷，某酒店迎宾机器人能将客人从酒店门口带至前台。若这一过程中机器人做匀速直线运动，通过的路程为20m，所受阻力为自身重力的0.05倍，机器人的相关参数如表所示，取g＝10N/kg。 整机质量：36kg 行进速度：1m/s 工作电压：24V 工作电流：1A 轮子与地面接触总面积：1.8×10﹣3m2 （1）机器人运动中应用到 　 　（选填“电动机”或“发电机”），其工作原理是 　 　； （2）机器人对地面的压强为 　 　； （3）牵引力所做的功为 　 　； （4）电能转化为机械能的效率为 　 　。 三．简答题（共4小题） 11．中国高铁已经成为世界瞩目的一张名片。2018年底，铜仁站正式开通高铁，为铜仁的发展带来新的机遇。高铁包含许多物理知识，如：高铁的运动靠电动机驱动等。请你结合所学知识，回答下列问题。 （1）电动机的工作原理是：　 　； （2）电动机正常工作时，主要的能量转化是：　 　； （3）高铁站台设有安全线，乘客必须站在安全线以外候车。当有列车驶过时，如果人站在安全线以内，即使与列车保持一定的距离，也是非常危险的。请你结合流体压强与流速的关系，简述危险的原因：　 　。 12．如图甲所示，用曲别针弯成两个“Y”形支架，固定在薄木板上，两个支架分别与电池的两极相连。用带有绝缘漆皮的导线绕制成线圈，线圈两端的引出线进行刮漆处理，刮漆方法见放大图（把引出线的漆刮去半边，两端刮去的漆在同侧，如图乙所示）。将经刮漆处理后的线圈引出线搁置于“Y”形支架上，磁体放在线圈下，并且使一个磁极朝上。用手指轻轻转一下线圈，放手后线圈就会连续不停地转动起来。请分析这个线圈能连续转动的原因。 13．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，磁场的方向垂直于纸面向外。当金属棒中通以由A向B的电流时，金属棒静止，金属棒受到向下的磁场力，橡皮筋处于拉伸状态（导线对金属棒的作用力忽略不计）。若此时使磁场的方向反向，并同时剪断两根橡皮筋，金属棒中的电流方向不变，试判断剪断橡皮筋后，金属棒AB是否可能静止，并说明理由。（设磁场面积足够大，且金属棒所在电路只有部分处于磁场中） 14．如图所示，在水平放置的金属轨道上放有两条平行的金属杆ab、cd，杆与导轨之间无摩擦，整个装置处在方向竖直向上的均匀磁场中，金属杆ab受水平向右的拉力以速度v向右做匀速直线运动。 （1）请判断磁场对金属杆ab的作用力方向。 （2）请你结合电磁感应及力与运动的知识判断cd将怎样运动，并简述你判断的理由。 参考答案与试题解析 一．选择题（共5小题） 1．随着科技的发展，机器人已进入人们的日常生活中，机器人的动力装置是电动机。如图所示，能说明电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【分析】（1）奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场，电磁铁就是利用该原理制成的。 （2）通电导体在磁场中要受到力的作用，电动机、扬声器就是利用该原理制成的。 （3）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象，发电机和动圈式话筒就是利用该原理制成的。 【解答】解：电动机是利用通电线圈在磁场中受到力的作用的原理来工作的。 A、该装置说明通电导体的周围存在磁场，故A不符合题意； B、该装置是发电机的原理图，故B不符合题意； C、该装置说明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，故C符合题意； D、该装置是探究产生感应电流条件的，发电机是利用来原理制成的，故D不符合题意。 故选：C。 【点评】本题考查的是电动机的基本原理；知道电流的磁效应和发电机的基本原理。 2．“绿水青山就是金山银山”，为保护环境，我国大力发展新能源汽车，图甲是电动车充电的场景。图乙是某电动汽车前进和倒车工作原理简单示意图，开关S1和S2由绝缘操纵杆控制，能同时接“1”或接“2”，向前推操纵杆时汽车前进且能调速（调速是通过电子调速器改变流过电动机的电流大小来实现，图中R1相当于电子调速器），向后拉操纵杆时汽车以恒定速度后退。结合情境中的文字和图象信息判断，下列说法正确的是（　　） A．给电动汽车上的蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的电源 B．电动机和电子调速器的连接方式是并联 C．开关S1和S2同时接1可实现汽车倒车 D．汽车前进和倒车是通过开关改变电动机线圈中的电流方向实现 【分析】（1）对蓄电池充电时，蓄电池消耗电能； （2）根据题意和串并联电路的特点可判断电动机和电子调速器连接方式； （3）电动汽车需要倒车且汽车前进时能调速，故前进电路中应有可以控制电路中的电流的装置，即应有滑动变阻器且与电动机串联；电动汽车后退时以恒定速度后退，即电动机应与R2串联； （4）直流电动机工作时线圈受力转动的方向与磁场方向和线圈中的电流方向有关。 【解答】解：A、对电动汽车上的蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的用电器，故A错误； B、由题意知，电动机连接电子调速器来控制电动机的电流从而改变电动机的功率，故电动机和电子调速器是串联，故B错误； C、前进电路中应有可以控制电路中的电流的装置，即滑动变阻器且与电动机串联在电路中。由电路图可知，此时开关S1和S2都接1；电动汽车后退时以恒定速度后退，即电动机应与R2串联，此时电流方向与前进时相反，由电路图可知，此时开关S1和S2都接2，故C错误； D、电动汽车既能前进又能后退，是因为电动机线圈中电流的方向通过开关能够改变，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了电路的组成、串并联电路的概念等知识点，是一道综合题。 3．下列实验装置与探究内容不相符的是（　　） A．探究电动机工作原理 B．探究电流的磁效应 C．探究磁场对电流的作用 D．探究磁极间的相互作用 【分析】（1）磁极间的作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引； （2）通电导体在磁场中受力的实验装置，其能量转化为电能转化为机械能； （3）据奥斯特实验可知，通电导线周围存在着磁场； （4）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，该现象叫电磁感应现象。 【解答】解：A、此装置没有电源，是闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时能产生电流，是探究发电机工作原理，实验装置与探究内容不相符，故A符合题意； B、此装置是奥斯特实验，说明通电导线周围存在着磁场，是探究电流的磁效应，实验装置与探究内容相符，故B不符合题意； C、该装置有电源，是电动机的原理图，是探究磁场对电流的作用的实验装置，实验装置与探究内容相符，故C不符合题意； D、根据小磁针偏转的情况可以判断磁极间的作用规律，实验装置与探究内容相符，故D不符合题意。 故选：A。 【点评】该题考查了磁体间的作用规律、通电导体在磁场中的受力情况、奥斯特实验的理解和电磁感应现象的理解，是一道综合题。 4．电动自行因其方便、快捷深受人们的喜爱，其心部件是电动机。如图中与电动机的工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【分析】（1）奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场，电磁铁就是利用该原理制成的。 （2）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象，发电机和动圈式话筒就是利用该原理制成的。 （3）电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关。 （4）通电导体在磁场中要受到力的作用，电动机、扬声器就是利用该原理制成的。 【解答】解：电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理来工作的。 A、奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场，故A不符合题意； B、该装置是探究电磁感应的，是发电机的原理，故B不符合题意； C、该装置可以探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系，故C不符合题意； D、该装置可以探究通电导体在磁场中受到力的作用，与电动机原理相同，故D符合题意。 故选：D。 【点评】知道电流的磁效应、电磁感应现象，通电导体在磁场中受到力的作用以及它们对应的应用。 5．福建舰是我国首艘电磁弹射航母。航母采用自行研制的电磁弹射器，如图是它的工作原理示意图。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，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。在如图所示的实验中，与电磁弹射器工作原理一致的是（　　） A． B． C． D． 【分析】根据通电导体在磁场中受到磁场力的作用分析解答。 【解答】解：由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，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。 A、该实验为奥斯特实验，说明了电流周围存在着磁场，故A错误； B、图中均没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，为电磁感应实验，故B错误； C、图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器工作原理相同，故C正确； D、该实验是电磁铁的实验，故D错误。 故选：C。 【点评】对于电磁学中的电流磁效应、磁场对通电导体有力的作用、电磁感应实验区分要注意条件。 二．填空题（共5小题） 6．图1所示，2022年6月17日，我国的“福建舰”正式下水，该舰采用电磁弹射起飞系统，其弹射原理与电磁炮的原理相同，利用强电流产生强磁场将勾在弹射车的飞机弹射起飞。 （1）如图2所示，能用于解释电磁弹射工作原理的是 　通电导体在磁场中受力而运动　。 （2）战斗机获得升力的原理是：在流体中，流速越快的位置压强越 　小　（选填“大”“小”）； （3）满载排水量约为8×104t，福建舰满载时受到的浮力约为 　8×108　N；当福建舰上的战机起飞后，福建舰受到的浮力 　变小　（选择“变大”、“变小”或“不变”）。 （4）若舰载机弹射时电磁作用力为1.1×106N，弹射道长为100m，（忽略摩擦力，通过电磁力做功把电能转化为舰载机起飞所需的机械能），蓄电装置放电转化为机械能的效率为50%，而为蓄电装置充电的柴油发电机组的效率也为50%，已知柴油的热值为3.3×107J/kg，则电磁弹射一次舰载机，蓄电装置需要释放电能为 　2.2×108J　。所消耗的柴油质量为 　13.3　。 【分析】（1）电磁弹射起飞系统是利用了磁场对通电导体产生力的作用，据此分析解答； （2）在流体中，流速越快的位置压强越小； （3）根据阿基米德原理F浮＝G排＝m排g求出“福建舰”满载时受到的浮力大小；舰载机从航母上起飞前后，航母始终处于漂浮状态，受到的浮力始终等于自身的总重力，根据航母重力的变化判断受到浮力的变化； （4）利用公式W＝Fs求出忽略摩擦力，通过电磁力做功把电能转化为舰载机起飞所需的机械能，根据能量转化效率，求出柴油发电机需要提供能量，再利用公式m＝计算出电磁弹射一次舰载机所消耗的柴油量。 【解答】解：（1）电磁弹射起飞系统原理是通电导体在磁场中受力而运动； 图中通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射起飞系统工作原理相同； （2）飞机起飞时需要的升力是利用流体中流速越快的位置压强越小的原理获得的。 （3）福建舰满载时受到的浮力 F浮＝G排＝m排g＝8×104×1000kg×10N/kg＝8×108N 因舰载机从航母上起飞前后，航母始终处于漂浮状态，受到的浮力始终等于自身的总重力，所以，当舰载机从航母上起飞后，航母受到的重力减小，受到的浮力也减小。 （4）忽略摩擦力，通过电磁力做功把电能转化为舰载机起飞所需的机械能为 W＝Fs＝1.1×106N×100m＝1.1×108J 蓄电装置需要释放电能为： W′＝＝2.2×108J； 柴油发电机需要提供能量为： Q＝＝4.4×108J； 电磁弹射一次舰载机所消耗的柴油量为： m＝≈13.3kg。 故答案为：（1）通电导体在磁场中受力而运动；（2）小；（3）8×108；变小；（4）2.2×108J；13.3。 【点评】此题考查了磁场对通电导线的作用、流体压强与流速的关系、阿基米德原理的应用、物体的浮沉条件及其应用、热机的效率、燃料的热值及其计算，涉及知识点较多，解答时需认真仔细。 7．如图所示，用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场。 （1）闭合开关，由于磁场对 　电流　有力的作用，线圈会转动；线圈在磁场中 　不能　（选填“能”或“不能”）持续转动。 （2）将电源换成小量程电流表，闭合开关，缓慢转动线圈，发现电流表的指针左右摆动，说明线圈在磁场中转动时产生了 　交流　（选填“直流”或“交流”）电，实现 　机械　能向电能的转化。 【分析】电动机的原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，通电线圈要想持续转动，就需要用到换向器。 发电机是根据电磁感应原理制成的，电磁感应现象是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时会产生感应电流。 【解答】解：（1）闭合开关，通电线圈在磁场中能够转动，说明磁场对电流有力的作用，线圈会转动；线圈两端的漆全部刮去，转到平衡位置时，由于电流的方向不能改变，所以不能持续转动。 （2）将电源和开关换成小量程电流表，组成闭合电路，缓慢转动线圈，线圈在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针左右摆动，说明线圈在磁场中转动时产生了感应电流，而且电流方向随时间发生变化，属于交流电，根据此原理可制成发电机，将机械能转化为电能。 故答案为：（1）电流；不能；（2）交流；机械。 【点评】本题考查了直流电动机、发电机的工作过程，相对比较简单，属于基础题。 8．如图所示，神舟十三号航天员乘组与地面通信时，翟志刚展示了在空间站听的歌。小刚听过之后断定是杨耀扬唱的，他是依据声音的 　音色　判断的；手机发声的核心部件扬声器是靠膜片 　振动　发声的，其原理与 　电动机　（选填“发电机”或“电动机”）大致相同。 【分析】（1）声音的特征有三个：响度、音调、音色。响度指声音的大小，音调指声音的高低，音色是指声音的品质与特色。不同人声音的音色不同，区别出熟悉的人谁在说话，是因为音色不同的原因。 （2）扬声器的线圈中有随声音变化的电流，因为通电线圈在磁场中受到力的作用，使得线圈不断地来回振动，纸盆也就振动起来，便发出了声音。 【解答】解：小刚听过之后断定是杨耀扬唱的，他是依据声音的音色判断的； 扬声器中的线圈中通过变化电流时，线圈会受到永久磁铁的磁场力的作用，而带动与线圈相连的膜片振动，将电信号转化成声信号，因此与电动机的原理一致。 故答案为：音色；振动；电动机。 【点评】本题主要考查学生对电磁波的应用、扬声器的原理的了解和掌握，是一道基础题。 9．如图，闭合开关，导体棒受到磁场力的作用向左运动，这是由于磁场对 　通电导体　有力的作用，若改变电流方向，同时将磁铁磁极对调，导体棒将向 　左　运动。 【分析】（1）磁场对通电导体有力的作用； （2）导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关； 【解答】解：（1）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）改变电流的方向或磁场的方向都可以改变导体的受力方向，从而使其运动方向不同，若改变电流方向，同时将磁铁磁极对调，导体棒将向左运动。 故答案为：（1）通电导体；（2）左。 【点评】本题主要考查了探究通电导体在磁场中的受力情况以及影响受力方向的因素，有一定综合性，是我们应该详细了解的。 10．人工智能让我们的生活更加便捷，某酒店迎宾机器人能将客人从酒店门口带至前台。若这一过程中机器人做匀速直线运动，通过的路程为20m，所受阻力为自身重力的0.05倍，机器人的相关参数如表所示，取g＝10N/kg。 整机质量：36kg 行进速度：1m/s 工作电压：24V 工作电流：1A 轮子与地面接触总面积：1.8×10﹣3m2 （1）机器人运动中应用到 　电动机　（选填“电动机”或“发电机”），其工作原理是 　通电导体在磁场中受到力的作用而运动　； （2）机器人对地面的压强为 　2×105Pa　； （3）牵引力所做的功为 　360J　； （4）电能转化为机械能的效率为 　75%　。 【分析】（1）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用而运动； （2）根据F＝G＝mg求出机器人对地面的压力，再根据p＝求出机器人对地面的压强； （3）根据f＝0.05G求出机器人受到的阻力，机器人匀速行驶时，机器人的牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知机器人的牵引力，再根据W＝Fs求出牵引力所做的功（获得的机械能）； （4）根据速度公式求出机器人全程运动的时间，根据W＝UIt求出机器人消耗的电能； 根据效率公式求出电能转化为机械能的效率。 【解答】解：（1）机器人运动中消耗电能获得机械能，因而应用到电动机，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用而运动； （2）机器人对地面的压力：F＝G＝mg＝36kg×10N/kg＝360N， 则机器人对地面的压强：p＝＝＝2×105Pa； （3）机器人受到的阻力：f＝0.05G＝0.05×360N＝18N， 机器人匀速行驶时，机器人的牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，机器人的牵引力：F牵＝f＝18N， 牵引力所做的功（获得的机械能）：W＝F牵s＝18N×20m＝360J； （4）由v＝可知，机器人全程运动的时间：t＝＝＝20s， 机器人消耗的电能：W电＝UIt＝24V×1A×20s＝480J； 电能转化为机械能的效率：η＝×100%＝×100%＝75%。 故答案为：（1）电动机；通电导体在磁场中受到力的作用而运动；（2）2×105Pa；（3）360J；（4）75%。 【点评】本题考查了电动机原理、重力公式、压强公式、二力平衡条件、功的计算公式、速度公式、电功公式以及效率公式的应用，考查的知识点较多，综合性较强，有一定的难度。 三．简答题（共4小题） 11．中国高铁已经成为世界瞩目的一张名片。2018年底，铜仁站正式开通高铁，为铜仁的发展带来新的机遇。高铁包含许多物理知识，如：高铁的运动靠电动机驱动等。请你结合所学知识，回答下列问题。 （1）电动机的工作原理是：　通电导线在磁场中受力的作用　； （2）电动机正常工作时，主要的能量转化是：　电能转化为机械能　； （3）高铁站台设有安全线，乘客必须站在安全线以外候车。当有列车驶过时，如果人站在安全线以内，即使与列车保持一定的距离，也是非常危险的。请你结合流体压强与流速的关系，简述危险的原因：　当列车驶进站台时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，此时人外侧的空气流动速度慢；根据流体压强与流速的关系可知，人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险　。 【分析】（1）电动机的制作原理及其工作过程中的能量转化分析即可解决； （2）电动机工作时是将电能转化为机械能的装置； （3）当火车驶过站台时会带动周围空气流动速度加快，从而造成人周围空气流速不同，结合流体压强与流速的关系（流速大的地方压强小，流速慢的地方压强大），再比较人和列车之间的压强和人外侧的压强大小即可解决此题。 【解答】解：（1）电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用而成的； （2）电动机工作时，消耗电能产生机械能，即是将电能转化为机械能的装置； （3）如果人站在安全线以内，当有列车驶过时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，此时人外侧的空气流动速度慢；根据流体压强与流速的关系可知，人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险。 故答案为：（1）通电导线在磁场中受力的作用；（2）电能转化为机械能； （3）当列车驶进站台时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，此时人外侧的空气流动速度慢；根据流体压强与流速的关系可知，人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险。 【点评】本题考查了电动机的原理及其能量转化要在理解的基础上记忆，只有对电动机的知识熟练掌握才能解对此题。 12．如图甲所示，用曲别针弯成两个“Y”形支架，固定在薄木板上，两个支架分别与电池的两极相连。用带有绝缘漆皮的导线绕制成线圈，线圈两端的引出线进行刮漆处理，刮漆方法见放大图（把引出线的漆刮去半边，两端刮去的漆在同侧，如图乙所示）。将经刮漆处理后的线圈引出线搁置于“Y”形支架上，磁体放在线圈下，并且使一个磁极朝上。用手指轻轻转一下线圈，放手后线圈就会连续不停地转动起来。请分析这个线圈能连续转动的原因。 【分析】通电直导线在磁场中受到力的作用；换向器的作用是当线圈刚转过平衡位置时，能够自动改变线圈中的电流方向，使线圈能够持续转动下去。 【解答】解：要想使线圈在磁场中能持续转动，就应该在线圈每转过半周时改变一次受力方向，否则就会出现前半周磁场力驱动线圈转动，而后半周磁场力阻碍线圈转动的情况。直流电动机中的换向器就是为了适时地改变线圈中电流方向而设计的。在本题中，将线圈两端的引出线的漆刮去半边，且两端刮去的漆在同侧，若引出线没有绝缘漆皮的部分与“Y”形支架接触，则线圈中有电流通过，线圈受磁场力作用而转动。当转过半周后，由于引出线有绝缘漆皮的部分与“Y”形支架接触，电路中没有电流通过，线圈不再受磁场力作用，此时可以靠惯性继续转动。正是这个引出线有绝缘漆皮的部分与“Y”形支架接触的过程，回避了“后半周磁场力阻碍线圈转动的现象，从而实现了线圈连续转动。 【点评】本题考查简易电动机的工作过程分析，属于基础题。 13．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，磁场的方向垂直于纸面向外。当金属棒中通以由A向B的电流时，金属棒静止，金属棒受到向下的磁场力，橡皮筋处于拉伸状态（导线对金属棒的作用力忽略不计）。若此时使磁场的方向反向，并同时剪断两根橡皮筋，金属棒中的电流方向不变，试判断剪断橡皮筋后，金属棒AB是否可能静止，并说明理由。（设磁场面积足够大，且金属棒所在电路只有部分处于磁场中） 【分析】磁场的方向垂直于纸面向外时，金属棒受到的力有：橡皮筋的拉力（两个）、导线AB的竖直向下重力、导线AB受到的向下的磁力；磁场的方向反向时，金属棒受到的力有：导线AB的竖直向下重力、导线AB受到的向上的磁力；由此判断剪断橡皮筋后，金属棒AB的状态。 【解答】解：由题知，用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒水平处于磁场中，磁场的方向垂直于纸面向外，当金属棒中通以由A向B的电流时，金属棒静止，金属棒受到的力有：橡皮筋的拉力（两个）F拉、导线AB的竖直向下重力G、导线AB受到的向下的磁力F磁，即；F拉＝G+F磁； 若此时使磁场的方向反向，并同时剪断两根橡皮筋，金属棒中的电流方向不变，F拉＝0，磁力F磁由原来的向下变成向上，大小不变，与重力的方向相反，当F磁＝G时，金属棒AB静止。 【点评】本题考查磁场力的有关问题，解答此题的关键是理解金属棒AB所受到的磁力以及对其进行受力分析。 14．如图所示，在水平放置的金属轨道上放有两条平行的金属杆ab、cd，杆与导轨之间无摩擦，整个装置处在方向竖直向上的均匀磁场中，金属杆ab受水平向右的拉力以速度v向右做匀速直线运动。 （1）请判断磁场对金属杆ab的作用力方向。 （2）请你结合电磁感应及力与运动的知识判断cd将怎样运动，并简述你判断的理由。 【分析】（1）根据匀速直线运动的物体受力平衡分析； （2）由右手定则可明确电路中感应电流的方向，再根据左手定则即可判断磁场力（即安培力）的方向，从而明确cd杆的运动情况。 【解答】答：（1）杆与导轨之间无摩擦，不受摩擦力，整个装置处在方向竖直向上的均匀磁场中，金属杆ab受水平向右的拉力以速度v向右做匀速直线运动，受力平衡，拉力与磁场作用力平衡，故磁场力向左； （2）磁场方向向上，当金属杆ab以速度v向右运动时，会产生感应电流； 由右手定则可知，ab中的电流方向由a到b，则cd中的电流方向由d到c；根据左手定则可知，cd受到磁场力的方向向右，故cd杆将向右运动。 【点评】本题考查二力平衡条件的应用与电磁感应和磁场对电流的作用力，属于中档题。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/11/24 22:33:42；用户：资源；邮箱：13851372384；学号：59917209 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$