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

8.2磁场对电流的作用 同步训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示是学生常用的一款滚轮书包，其内部没装电池。但拖动书包使轮子滚动时，嵌在轮子里的LED灯会发光。以下能反映此现象原理的是（　　）    A．   B．   C．   D．   2．如图所示，现代武器中的新型电磁炮是利用电磁技术制成的，具有速度大、命中率高的特点，其原理是磁场对通电导体有力的作用。图中与此原理相同的是（　　） A．发电机 B．电磁起重机 C．磁悬浮列车 D．自制电动机 3．如图所示，ab是放在U形磁铁中央的一段导体，且被两根细线悬挂着，a、b两端连接着导线，在虚线框中接入元件甲可探究电磁感应现象，接入元件乙可探究磁场对电流的作用，则甲乙 A．都是电流表 B．都是电源 C．分别为电流表和电源 D．分别为电源和电流表 4．为实现“碳达峰、碳中和”目标，我国大力支持新能源汽车产业发展，新能源汽车主要由电动机提供动力。下列实验中，与电动机原理相同的是（　　） A．   B．   C．   D．   5．关于直流电动机，下列说法中正确的是 A．直流电动机工作时，将机械能转化为电能 B．直流电动机是通过换向器来实现连续转动的 C．同时改变磁场方向和线圈中的电流方向，才能改变电动机的转动方向 D．直流电动机是根据线圈在磁场中转动的原理制成的 二、填空题 6．如图的实验中，闭合开关后，导体棒ab向右运动，若要使ab向左运动，你的方法是   ．上述整个过程是将 能转化为   能． 7．（1）如图使线圈位于两磁极间，闭合开关后线圈顺时针转动，现要线圈逆时针转动，写出一个可行的方法： ． （2）若把图中的电源换为小灯泡，快速转动线圈，小灯泡会发光，此过程是利用 原理发电． 8．智能机器人目前已经能够为人类在很多方面提供优质的服务，例如在酒店，机器人可以辅助或替代酒店员工的工作，提供解释如何办理入住和退房手续、送餐等服务。如图所示，某品牌消毒机器人质量为80kg，运行速度为1m/s，g取10N/kg。试问： (1)驱动智能机器人行走的电机工作原理是 ，充电过程中能的转化情况是 。 (2)该机器人以运行速度匀速行驶5min，行驶的路程有多少米？ (3)若该机器人装载8kg消毒液，并静止在水平地面上，与地面接触的总面积为，此时该机器人对地面的压强有多大？ (4)该机器人在粗糙程度相同的水平地面上，以运行速度做匀速直线运动。克服摩擦力做功的功率为49W，则该机器人受到的牵引力多大？ 9．如图甲所示，将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方，当接通电源时小磁针偏转，表明 ；改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也随之改变，表明通电导体周围磁场的方向与 有关；如图乙所示，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（选填“左”或“右”），人们根据这一原理发明了 （选填“发电机”或“电动机”）。 10．如图为学生用电流表的内部结构示意图。当电流表接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转。该电流表的工作原理与 （选填“发电机”或“电动机”）相同；电流表使用时需要远离强磁体。是因为磁体周围存在 ，会影响电流表示数。 三、作图题 11．如图甲所示，线圈abcd位于磁场中，通电后ab段导线受磁场力F的方向向上，请在图乙中画出通电后cd段导线受到的磁场力F1的示意图。 四、实验题 12．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． 五、简答题 13．在粗糙的水平桌面上有一均匀磁场区域（图中“×”表示垂直于纸面向里的磁感线）。绝缘弹簧的一端固定在竖直墙面上，O点为弹簧的原长位置，另一端固定一铜质金属框，将金属框置于磁场区域A点（此时金属框刚好完全进入磁场区域），金属框由A点松手后，向左运动到O点恰好静止。若仅将磁感线的方向改为垂直于纸面向外，重复上述操作。请判断：金属框是否还能在O点恰好静止，并简述你判断的理由。 14．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？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 答案 A D C C B 1．A 【详解】由题意可知，拖动书包使轮子滚动时，其内部没装电池，但嵌在轮子里的LED灯会发光，说明该过程中有电流产生，所以其原理是电磁感应现象； A．图中闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，故A符合题意； B．图中的实验是探究影响电磁铁磁性大小的因素，故B不符合题意； C．图中给导体通电，导体会运动，说明通电导体受到磁场力的作用，这是电动机的原理图，故C不符合题意； D．图中的实验是探究磁极间的相互作用规律，故D不符合题意。 故选A。 2．D 【详解】A．发电机的工作原理是电磁感应现象，故A不符合题意； B．电磁起重机的主要部件是电磁铁，其原理是电流的磁效应，故B不符合题意； C．磁悬浮列车应用的是磁极间的相互作用规律的原理，故C不符合题意； D．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故D符合题意。 故选D。 3．C 【详解】在虚线框中接入电流表，导体在磁场中做切割磁感线运动，可以探究电磁感应现象；在虚线框中接入电源，通电导体在磁场中会受到力的作用，可以探究磁场对电流的作用．故C说法正确． 4．C 【详解】电动机的原理是通电导体在磁场中受力的作用而运动； A．如图，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，是将机械能转化为电能，是发电机的原理图，故A不符合题意； B．如图，是奥斯特实验图，小磁针发生偏转说明通电导体周围有磁场，故B不符合题意； C．如图，闭合开关，电路中有电流，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，故C符合题意； D．如图，该实验是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，是电流的磁效应，故D不符合题意。 故选C。 5．B 【详解】A选项，电动机工作时，将电能转化为机械能，故A错误． B选项，直流电动机通过换向器来实现连续转动，故B正确为答案． C选项，同时改变磁场方向和线圈中的电流方向，通电导体的受力方向不变，所以电动机的转动方向将不变，故C错误． D选项，直流电动机是根据通电导体在磁场中受力的作用的原理制成的，故D错误； 6． 让电流从a流向b（改变磁铁的南北极的位置） 电 机械 【详解】解答：如图的实验中,闭合开关后,导体棒ab向右运动,若要使ab向左运动,即改变电流的方向或磁场的方向即可,故可以让电流从a流向b(改变磁铁的南北极的位置)；在上述过程中，消耗电能，产生机械能，所有是将电能转化为机械能的过程． 点睛：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． 7． 对调磁极或对调电源正负极 电磁感应 【分析】（1）线圈受力方向跟电流方向和磁场方向有关，改变其中之一，线圈受力方向改变，同时改变两者，线圈受力方向不变． （2）闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，此过程是利用电磁感应原理发电． 【详解】（1）闭合开关后线圈顺时针转动，现要线圈逆时针转动，则线圈受力方向相反，所以对调磁极来改变磁场方向，或对调电源正负极来改变电流方向． （2）电源换为小灯泡，快速转动线圈，小灯泡会发光，说明电路中有感应电流产生，这种现象是电磁感应现象． 8．(1) 通电线圈在磁场中受力转动 电能转化为化学能 (2)300m (3) (4) 【详解】（1）[1]电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。 [2]充电过程，是将电能转化为化学能存储在电池中。 （2）机器人运行速度为1m/s，匀速行驶5min，行驶的路程为 s=vt=1m/s×5×60s=300m （3）由于机器人静止在水平地面上，所以机器人对地面的压力等于机器人与消毒液的重力和，所以机器人对地面的压力为 F=G总=m总g=（80kg+8kg）×10N/kg=880N 与地面接触的总面积为，此时该机器人对地面的压强为 （4）由题意可知，该机器人在粗糙程度相同的水平地面上，以运行速度做匀速直线运动，克服摩擦力做功的功率为49W，根据公式P=Fv可得，该机器人受到的摩擦力为 因为机器人做匀速直线运动，即处于平衡状态，所以机器人所受的牵引力等于摩擦力，牵引力大小为 9． 通电导体周围存在磁 场 电流方向 右 电动机 【详解】[1][2]将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方，当接通电源时小磁针偏转，表明通电导体周围存在磁 场； 改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明产生的磁场方向也改变，即表明通电导体周围的磁场方向与电流方向有 关。 [3][4]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，即导线ab将向右运动。利用通电导体在磁场中受力而运动的原理制成了电动机。 10． 电动机 磁场 【详解】[1]电流表的线圈处于永磁体中，磁体中的线圈有电流通过时，受到力的作用而带动指针偏转，这是电动机的工作原理。 [2]电流表使用时，需要远离强磁体，因为磁体周围存在着磁场，对电流表的工作有影响。 11． 【详解】通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，保持一个因素不变，只改变另一个因素，则导体受力的方向改变。如图甲所示，线圈abcd位于磁场中，ab段（电流方向由a到b）导线受磁场力F的方向向上；图乙中，磁场方向没有改变，cd段导线的电流方向由d到c，则cd段导线受磁场力的方向与ab段相反，即受力方向向下，如下图所示： 12．（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 【详解】试题分析：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：（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． 13．见解析 【详解】将金属框置于磁场区域A点（此时金属框刚好完全进入磁场区域），O点为弹簧的原长位置，金属框由A点松手后，在弹簧拉力作用下向左运动，金属框则有部分离开磁场区域，部分金属框在磁场中做切割磁感线的运动，从而产生感应电流，通电金属框在磁场中会受到磁力的作用，则金属框在弹簧的弹力、水平桌面的摩擦力和磁场力的作用下，向左运动到O点恰好静止。若仅将磁场方向改为垂直纸面向外，则产生的感应电流方向改变。此时磁场方向和感应电流方向都改变时，金属框受到的磁场力方向不变，受力情况与原先相同，金属框还能运动到O点恰好静止。 14．详见解析 【分析】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． 【详解】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． 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$