第十九章 专题特训八 物理综合问题-2025-2026学年上学期物理沪科版九年级全一册

第十九章　电能从哪里来 专题特训八　物理综合问题 1 2 3 4 5 6 7 1. 某同学为了同时验证老师课堂上讲过的“电磁感应现象”“通电导线周围存在磁场”以及“通电导线在磁场中受力运动”几个实验,于是动手制作了如图所示的闭合线路,当他将图中导体AB的一部分在磁场中水平向左运动时,电路中会相应地发生哪些物理现象?请写出两个现象:　 　 　 　　　;　　　 　　　　　｡ 铁块向下 移动 小磁针发生偏转(合理即可) 解析:导体AB金属杆的一部分在磁场中水平向左运动时,导体AB中会产生感应电流,则电磁铁会具有磁性,能吸引铁块;小磁针会因为通电导体EF产生的磁场发生偏转;线圈abdc中有电流通过时,会在磁场中受力转动｡ 1 2 3 4 5 6 7 2. 新情境·科技民生 如图所示为手机无线充电的原理简化图｡当充电器线圈接通电源之后,该线圈就会产生一个磁场,当手机放在充电器上的时候,手机中的线圈就会产生感应电流,实现无线充电｡ (1) 手机线圈中产生电流是利用　　　　　现象｡　 (2) 若充电器线圈中某一时刻的电流方向如图所示,则 图中B点的磁场方向是　　　　(选填“向上”或“向下”)｡　 (3) 与传统方式相比,请你对这种充电方式进行评价:　 　 　 ｡　 优点:使用方便,兼容 1 2 3 4 5 6 7 电磁感应 向上 性强,可以一对多充电,解决了接口不匹配问题等;缺点:充电效率较低,电 磁辐射较大,价格高等 解析:(2) 从上往下看电流是沿逆时针方向,利用右手螺旋定则判断B点的磁场方向向上｡(3) 从使用的方便性､接口的兼容性､充电效率､电磁辐射､价格等方面展开评价｡ 1 2 3 4 5 6 7 3. 某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲所示｡ (1) 该LED在两次实验中发光情况如图乙所示,两次实验中线圈均在转动,线圈1顺时针转动,由此可知线圈2　　　　(选填“顺时针”或“逆时针”)转动｡　 1 2 3 4 5 6 7 顺时针 (2) 如图丙所示,导体棒a与该LED相连｡在某磁场中,使a垂直于纸面左右往复运动(图丁中虚线为运动轨迹),LED交替发出红､黄光,则该过程a中电流方向　　　　(选填“不变”或“变化”),该磁场可能的分布包括图丁中哪些选项?　　　　｡ 变化 1 2 3 4 5 6 7 ①③④ 解析:(1) 题图乙左图中,LED发红光,说明此时电流从LED的接线柱B流入,接线柱A流出,且左图中的左侧磁极为N极,右侧磁极为S极,线圈1在磁场中顺时针转动;题图乙右图中,LED发黄光,故电流从LED的接线柱A流入,接线柱B流出,且右图中的左侧磁极为S极,右侧磁极为N极,由于通电导体在磁场中的运动方向与电流方向和磁场方向有关,当磁场方向和电流方向均改变时,通电导体的受力方向不变,故线圈2仍顺时针转动｡(2) LED与导体棒a串联,在某磁场中,a垂直于纸面左右往复运动时,LED交替发出红､黄光,说明LED中的电流方向改变,故导体棒a中的电流方向改变｡电路中的电流是由导体棒a在磁场中做切割磁感线运动产生的,故由题图丁可知,当磁场呈现①③④分布时,导体棒a垂直于纸面左右往复运动时会做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流;当磁场呈现②分布时,导体棒a垂直于纸面左右往复运动时不会做切割磁感线运动,电路中不会产生感应电流｡ 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 4. 跨学科实践·工程实践 (2024·兰州)科技创新活动中,小雅的作品“隔板推物”引起了同学们的极大兴趣,其原理如图甲所示,a､b两个导体棒分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中,两导体棒通过导线相连,构成了一个闭合回路,用手推动导体棒a左右摆动时,导体棒b会随之摆动,下列关于这一现象的说法中不正确的是 (　　) A. 导体棒a左右摆动时,闭合回路中能够产生 感应电流 B. 导体棒a左右摆动时,实现了电能向机械能 的转化 C. 导体棒b随之摆动的原理与图乙所示装置的原理相同 D. 用手推动导体棒b左右摆动时,导体棒a也会随之摆动 B 解析:导体棒a左右摆动的过程做切割磁感线运动,闭合的回路中有感应电流产生,工作时将机械能转化为电能,故A正确,B错误;左边作为电源给右边提供电能,右边导体棒b随之摆动相当于通电导体在磁场中受力运动,与图乙所示装置的原理相同,故C正确;用手推动导体棒b左右摆动的过程中,导体棒b做切割磁感线运动,闭合的回路中有感应电流产生,导体棒a也会随之摆动,故D正确｡ 1 2 3 4 5 6 7 类型二　电､磁､力综合 5. 铜质金属框在光滑水平面上以一定速度向右滑动,其右侧有一足够大的均匀磁场区域(磁感线方向垂直于纸面),如图所示｡关于金属框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中,若不计空气阻力,下列说法正确的是 (　　) A. 由于水平面光滑,金属框能保持匀速直线运动状态 B. 金属框由于被磁化而受到磁场对它水平向左的力 C. 金属框一直在做切割磁感线运动而产生感应电流 D. 金属框的运动体现力是改变物体运动状态的原因 1 2 3 4 5 6 7 (第5题) D 1 2 3 4 5 6 7 解析:当金属框从刚进入磁场到全部进入磁场向右滑动时,其右边框切割磁感线;从刚离开磁场到全部离开磁场向右滑动时,其左边框切割磁感线,在这两个阶段中金属框内产生感应电流｡在第一阶段中,右边框受到水平向左的磁场力作用,左边框不受到磁场力的作用,上､下两边框受到的竖直方向的磁场力相互平衡;在第二阶段中,左边框受到水平向左的磁场力作用,右边框不受磁场力的作用,上､下两边框受到的竖直方向的磁场力相互平衡｡不论磁感线方向垂直于纸面向外还是向内,上述第一阶段中右边框受到的磁场力和第二阶段中左边框受到的磁场力,方向都是水平向左的｡因为水平面光滑,所以水平面对金属框没有滑动摩擦力的作用,因此,在上 1 2 3 4 5 6 7 述两个阶段中,金属框在水平方向上受非平衡力作用,其运动状态改变,向右做减速直线运动,A错误､D正确｡金属框全部进入磁场向右滑动的过程中,由于其左､右两边框切割磁感线产生的感应电压相互抵消,上､下两边框不切割磁感线不产生感应电压,因此金属框内不产生感应电流,C错误｡铜质的金属框不会被磁化,B错误｡ 6. 如图所示,倾斜固定在水平面上的MN､PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨(不计电阻),M､P端接有一个电阻R,均匀磁场B垂直于导轨所在平面｡将金属棒ab垂直于导轨放置后,由静止释放｡ (1) 在下滑过程中金属棒会受到磁场对它的作用力｡请分析此力产生的原因｡ 1 2 3 4 5 6 7 (1) 金属棒ab由于受到重力作用而下滑,均匀磁场与导轨所在平面垂直,所以金属棒ab在下滑过程中会切割磁感线产生感应电流,金属棒ab就成了通电导体｡通电导体在磁场中会受到力的作用,所以金属棒ab会受到磁场力的作用｡ 1 2 3 4 5 6 7 (2) 已知金属棒速度越大,磁场对它的力就越大,且该力方向与其运动方向相反｡请说明释放后金属棒速度大小的变化情况及其原因｡ 1 2 3 4 5 6 7 (2) 速度先增大后不变｡金属棒ab因受到重力作用而下滑,由于受力不平衡而加速下滑,受到的磁场力越来越大,且与金属棒ab的运动方向相反,当金属棒ab受力平衡时将匀速下滑｡ 7. 如图所示,弹簧测力计下端用细线悬挂重为3N的金属框,其正下方有一磁场区域(图中“ ”表示垂直于纸面向里的磁感线)｡现使金属框从某一高度竖直匀速下降,发现当金属框刚进入磁场到完全进入磁场的过程中(金属框始终匀速),弹簧测力计的示数小于3N｡若将磁感线的方向改为垂直于纸面向外,请判断:重复上述操作,在金属框匀速进入磁场的过程中,弹簧测力计的示数是大于3N还是小于3N?并说明你的理由｡ 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 解析:小于3N｡因为只改变磁感线的方向,金属框切割磁感线的方向没有改变,故产生的感应电流的方向发生改变;通电导体在磁场中受力的作用,而受力的方向与电流方向及磁感线的方向有关,电流方向改变,磁感线方向改变,故金属框受力方向不变,所以弹簧测力计的示数仍小于3N｡ $$