第16章 三、磁场对电流的作用电动机-【拔尖特训】2024-2025学年九年级下册物理（苏科版）

5. S 流入 需要 [解析]线圈中的 电流从A 流向B 时,根据安培定则, 电磁铁的右端为N极,左端为S极. 异名磁极相互吸引,此时活塞向左移, 活塞筒内压强减小,血液流入活塞筒. 因为工作时活塞要左右移动,电磁铁 的磁极要改变,所以线圈AB 中的电 流方向需要改变. 6. B 0.5 360 [解析]由图可知, 当水位未达到金属块M 所在位置时, 控制电路中无电流,电磁铁无磁性,不 能吸引衔铁,此时灯泡不亮,则接线柱 C与A没有连接;当水位达到金属块 M 所在位置时,控制电路通电,电磁 铁有磁性,吸引衔铁,灯泡亮,说明工 作电路接通,则接线柱C应该与B连 接;由P=UI可知,灯泡正常发光时 的电流I=PU = 6W 12V=0.5A ;通电 1min,灯泡消耗的电能W =Pt= 6W×1×60s=360J. 分析电磁继电器工作过程的 一般思路 先明确控制电路与工作电路, 再从控制电路入手,看电磁铁磁性 的有无(或强弱)对工作电路触点 连接情况的影响,最后确定工作电 路中的工作情况. 7. D [解析]因为铜是非磁性物质, 不能被磁化,所以电磁铁的铁芯不可 以用铜棒代替,A错误;电磁继电器中 的磁体是电磁铁,其磁性的有无是由 电流的通断控制的,因为永磁体能长 久地保持磁性,所以电磁继电器中的 磁体不可以使用永磁体,B错误;电磁 铁磁性的强弱与线圈中电流的大小、 线圈匝数的多少都有关,C错误;电磁 铁是根据电流的磁效应制成的,D 正确. 8. C [解析]由图可知,汽车启动时, 旋转钥匙(相当于闭合开关),电磁铁 所在的控制电路闭合,开始工作.电磁 铁因通电而具有磁性,吸引上方的衔 铁,使触点A 与B 接触,电动机所在 的工作电路接通,电动机开始工作;电 磁铁的工作电压U1 由一个电源提 供,电动机的工作电压U2 由串联的 两个电源提供,U1<U2;据安培定则 可知,图中电磁铁通电时,上端是 N极,下端是S极.选项C错误. 9. A [解析]据图可知,该温度自动 报警器的原理是当温度达到90℃时, 由于温度计内的水银是导体,这样控 制电路会接通,电磁铁产生磁性,将衔 铁吸引,此时报警电路接通,电铃响, 红灯亮,起到报警作用. 10. (1) 大 (2) 化学 (3) 绿 (4) 0.1 (5) 如图所示 (第10题) [解析](1) “奋斗者”号下潜过程中, 深度变大,受到海水的压强变大. (2) 电解水制备氧气的过程中,消耗 电能,产生化学能,即电能主要转化为 化学能.(3) 如题图乙所示,当氧气的 浓度升高时,气敏箱的阻值变大,电磁 铁线圈的电阻忽略不计,控制电路的 电源电压不变,则控制电路中的电流 变小,电磁铁磁性变弱,衔铁弹上去, 则L1接通,此时绿灯发光,故L1为绿 灯.(4) 分析题图乙可知,气敏箱的阻 值变化量与氧气的浓度变化量的比值 是一个定值,该定值为k=ΔRΔc= 60Ω-40Ω 0.4kg/m3-0.2kg/m3 =100Ω/(kg·m-3), 则气敏箱阻值R=100Ω/(kg·m-3)× c+20Ω,闭合开关S,当c=0.28kg/m3 时,气敏箱的阻值R=48Ω,已知电源 电压及两灯的额定电压均为4.8V, 电磁铁线圈的电阻忽略不计,则通过 电磁铁线圈的电流I= U R= 4.8V 48Ω= 0.1A.(5) 该装置可分为两个电路, 一个是控制电路,一个是工作电路,根 据题意可知,两个电路共用一个电源, 控制电路的重要组成部件为电源、电 磁铁、气敏箱,工作电路分为两个简单 电路,衔铁弹上去时,绿灯亮,衔铁吸 下来时,红灯亮. 三、 磁场对电流的作用 电动机 1. 左右往复 通电导体 电能转化 为机械能 2. 磁极 线圈 换向器 电流 3. C 4. B 5. 竖直向上 改变电流方向(或使磁 场反向;或减小电流;或减弱磁场等) [解析]橡皮筋刚好处于松弛状态,金 属棒静止,受力平衡,即受到的磁场力 方向与重力方向相反,因为受到的重 力的方向竖直向下,所以受到的磁场 力的方向竖直向上;要使橡皮筋处于 拉伸状态,则需要竖直向上的磁场力 减小或反向,使磁场力减小的方法有 减小电流或减弱磁场,使磁场力反向 的方法有改变电流方向或使磁场反向. 6. 通电线圈在磁场中受力转动 垂 直 [解析]直流电动机的原理是通电 线圈在磁场中受力转动;换向器是在 线圈转过平衡位置的一瞬间改变线圈 中的电流方向,从而改变线圈的受力 方向,使得线圈能够持续转动,平衡位 置即为线圈平面与磁感线垂直的 位置. 7. D [解析]导线中有电流通过,电 流通过导线时会产生热量,通电时间 越长,产生的热量越多,导线的温度越 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 72 高,对外辐射的红外线越多,所以用红 外测温枪可以判断导线中是否有电 流,故①符合题意;导线中若有电流通 过,通电导线的周围会产生磁场,磁场 对放入其中的铁钉、大头针、小磁针、 蹄形磁体能产生磁力的作用,所以可 以用它们判断导线中是否有电流,故 ②③④符合题意. 8. D [解析]小华将线圈两端引线的 漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周, 这样在半周内线圈受到磁场的力的作 用而转动,另半周没有电流通过,线圈 不受磁场力的作用,利用惯性转动,从 而在磁场中持续转动下去,灯时亮时 灭,故B、C错误;小明把两端的漆皮 都刮掉,线圈会来回摆动,但电路中有 持续的电流,灯泡会持续发光,故A 错误,D正确. 9. (1) 磁场 (2) 通电导体 (3) 相 反 磁场方向 (4) 相反 电流方向 (5) 不能 [解析](1) 磁体周围和通 电导线周围都存在一种特殊物质是磁 场;而磁感线是不存在的.(2) 将一根 导体棒ab置于蹄形磁体的两极之间, 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.(3) 断开开关,将图中磁体的 N、S极对调,磁场方向改变,再闭合开 关,电流方向不变,会发现导体棒ab 的运动方向与对调前的运动方向相 反,向左运动,这说明通电导体在磁场 中的受力方向与磁场方向有关.(4) 断 开开关,将图中电源的正、负极对调, 电流的方向发生了变化,再闭合开关, 会发现导体棒ab的运动方向与对调 前的运动方向相反,这说明通电导体 在磁场中的受力方向与电流的方向有 关.(5) 同时改变磁场方向和电流方 向,导体棒运动的方向不变,不能确定 受力方向与磁场方向或电流方向是否 有关. 10. 顺时针 [解析]由图乙知,磁感 线方向是水平向左的,线圈里左边导 线的电流方向是垂直向里,右边导线 的电流方向是垂直向外,根据左手定 则可知,此时线圈里左边导线所受磁 场力方向为竖直向上,线圈里右边导 线所受磁场力方向为竖直向下,则线 圈是顺时针转动的. 11. (1) 通电导体在磁场中会受到力 的作用 (2) A、B [解析](1) 当线 圈中有电流通过时,线圈因受到磁场 力的作用而发生偏转,从而带动指针 偏转,所以其原理是通电导体在磁场 中会受到力的作用.(2) 电压表有两 个量程,指针指在电压表的同一位置 时,所测得的电压不同,但指针偏转角 度相同,即该线圈受到磁场力的作用 相等,而磁场没有发生改变,说明通过 的电流相同,由I=UR 知,所测电压小 时,电路电阻较小,所测电压大时,电 路电阻较大,由图可知,若使用小量 程,应把导线接在图中A、B两个接线 柱上. 12. 向右 [解析]由题意和图甲可 知,两条平行放置的直导线,当通以相 同方向的电流时,通电导线a产生的 磁场对导线b有向左的作用力;图乙 中,只改变导线a中的电流方向,则导 线a产生的磁场的方向与图甲相反, 而导线b中的电流方向不变,所以导 线b所受磁场力的方向与图甲相反, 则此时导线b受到导线a的作用力的 方向向右. 四、 安装直流电动机模型 1. 大(或快) 电流 换向器 2. C 3. D 4. 将电源换为多节干电池串联,同时 换用磁场更强的磁体,闭合开关观察 线圈是否转动 观察到线圈转动了 [解析]通电线圈所受磁场力大小与磁 场强弱和电流大小有关,要说明线圈 不转动的原因是所受磁场力太小,必 须增大磁场力,即增大电流或增强磁 场.由上述分析可知,他们进行的操作 是将电源换为多节干电池串联,同时 换用磁场更强的磁体,闭合开关观察 线圈是否转动;若观察到线圈转动了, 则说明线圈不转动的原因是所受磁场 力太小. 5. D [解析]闭合开关后,安装的电 动机模型的线圈不转动的原因,若是 线圈的轴与支架间的摩擦过大,则可 做A项检查;若是磁铁的磁性太弱, 则可做B项检查;若是电源电压过 低,导致线圈中的电流过小,则可做C 项检查;若是电刷与换向器间接触不 良,造成断路,则可把电流表与电动机 串联起来,用手捻动线圈的轴,观察电 流表是否有示数,作出判断.D项检查 会导致电源短路,损坏电路元件,这种 检查方法是错误的. 6. C [解析]电源电压太低,电路中 电流太小,可能会造成线圈不转或者 转动缓慢,A不符合题意;磁铁磁性太 弱,会造成线圈在磁场中受力过小,可 能会造成线圈不转或者转动缓慢,B 不符合题意;线圈刚好处于平衡位置 时,线圈不转动,C符合题意;电刷与 换向器之间的摩擦力太大,可能会造 成线圈不转或者转动缓慢,D不符合 题意. 7. 如图所示 (第7题) [解析]摆锤动触点与左边或右边的静 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 82 44 三、 磁场对电流的作用　电动机 ▶ “答案与解析”见P27 1. 如图所示为一种动圈式耳机的内部结构示意 图.当音圈中有大小和方向反复变化的电流 通过时,音圈带动音膜 (向左/左右 往复/向右)运动.音圈之所以运动,是由于磁 场对 有力的作用,此现象中的能量 转化情况是 . (第1题) (第2题) 2. 如图所示为直流电动机的示意图,写出各部分 名称:① ,② ,③ . 其中③的作用是当线圈越过平衡位置时,改 变线圈中的 方向,使线圈持续转动. 3. 如图所示为小明探究“磁场对通电导体的作 用”的实验装置,AB 是一根铜棒,通过金属 导轨连接到电路中,闭合开关后,铜棒没有运 动(仪器完好、电路连接正确),要想使AB运 动起来,下列措施中,不可行的是 ( ) A. 用细砂纸将铜棒外表面打磨一遍 B. 换用磁性强一些的蹄形磁体 C. 将直流电源的正、负极对调 D. 将滑动变阻器的滑片向左移动 (第3题) (第4题) 4. 如图所示,当开关闭合时,线圈abcd的运动 情况是 ( ) A. 线圈能够连续转动 B. 线圈转动到平衡位置后在平衡位置附近 摆动多次,最后停在平衡位置 C. 线圈不会转动 D. 以上三种情况都有可能 5. 如图所示,用两根橡皮筋悬挂的均 匀金属棒AB 水平处于磁场中.当 给棒中通以由A 向B 的电流时,金 属棒静止,橡皮筋刚好处于松弛状态(导线对 金属棒的作用力忽略不计),此时金属棒受到 的磁场力的方向为 .若要使橡皮筋 处于拉伸状态,在不人为对棒施力的条件下, 请提出一项可行的措施: . (第5题) (第6题) 6. 某校刚刷完油漆的地下室内,弥漫着刺鼻的 油漆味.为加快排出易燃、有毒气体,兴趣小 组设计了如图所示的可调直流排气扇.直流 电动机的工作原理是 .讨论时,物理老师指出该方案的不 足:每当线圈平面转过与磁感线相 (平行/垂直)的位置时,换向器自动改变线圈中 电流的方向,电路处于“通路→断路→通路”快 速切换状态,极易引发电火花,成为火灾隐患. (第7题) 7. 如图所示,从一个密闭盒子(内有 电池组等元件)上的两个小孔中伸 出一段细软且电流较大的长导线, 在不断开导线的情况下,以下四组器材中能判 断出该导线中是否有电流通过的是 ( ) ① 红外测温枪 ② 大铁钉及一些大头针 ③ 小磁针及固定导线的支架 ④ 蹄形磁体 A. 仅①② B. 仅②③ C. 仅①④ D. ①②③④都可以 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)九年级下 知 识 讲 解 45 8. 小明和小华分别用如图所示的装置研究简易 电动机的工作情况,小明将线圈两端的漆全 部刮掉,小华只将一端的漆全刮掉,另一端只 刮掉一半,闭合开关后(有电流通过灯丝,灯 就发光),他们看到的现象分别是 ( ) (第8题) A. 小明看到线圈连续转动,灯时亮时灭 B. 小华看到线圈连续转动,灯连续发光 C. 小华看到线圈左右摆动,灯时亮时灭 D. 小明看到线圈左右摆动,灯连续发光 9. 在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中, 小明设计了如图所示的电路,导体棒ab用绝 缘细线悬挂在蹄形磁体的两极之间. (第9题) (1) 磁体周围和通电导线周围都存在一种特 殊物质是 (磁场/磁感线). (2) 闭合开关前,导体棒ab静止,闭合开关 后,导体棒ab 向右运动,说明磁场对 有力的作用. (3) 断开开关,将图中磁体的N、S极对调,再 闭合开关,会发现导体棒ab的运动方向与对 调前的运动方向 ,说明通电导体在 磁场中的受力方向与 有关. (4) 断开开关,将图中电源的正、负极对调, 再闭合开关,会发现导体棒ab的运动方向与 对调前的运动方向 ,说明通电导体 在磁场中的受力方向与 有关. (5) 如果同时改变磁场方向和电流方向, (能/不能)确定受力方向与磁场方 向或电流方向是否有关. 10. 通电直导线在磁场中受到磁场力的方向可 以用左手定则来判断:伸出左手,使大拇指 与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一 平面内,让磁感线垂直穿过掌心,并使四指 指向电流的方向,这时大拇指所指的方向就 是通电直导线所受磁场力的方向,如图甲所 示.请你判断,图乙中的线圈是 (顺 时针/逆时针)转动的. (第10题) 11. 如图所示为实验室常用的电压表内部结构 示意图,线圈通过导线与接线柱相连. (1) 当线圈中有电流通过时,指针发生偏 转,其原理是 . (2) 该电压表有两个量程,若使用小量程, 则应把导线接在图中 (填字母)两 个接线柱上. (第11题) (第12题) 12. 通过实验发现,两条平行放置的直 导线,当通以相同方向的电流时, 通电导线b产生的磁场对导线a 有向右的作用力;通电导线a产生的磁场对 导线b有向左的作用力,如图甲所示.如果 改变导线a中的电流方向,如图乙所示,那 么此时导线b受到导线a的作用力的方向 (向左/向右). 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十六章　电磁转换