14.5 磁场对通电导线的作用力 随堂练习-2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

14.5磁场对通电导线的作用力 学校:_姓名:_班级:_考号:_ 一、单选题 1.2025年3月14日,央视军事发布视频,展示了中国兵器装备建设工业自主研制的最新一代电磁枪,其原理主要是利用载流导体在磁场(固定线圈通电产生磁场)中受到的电磁力将弹丸发射出去。下列实验原理与电磁枪工作原理相同的是( ) A. B. C. D. 2.如图是USB 迷你电风扇,下列装置中与它的核心部件(电动机)原理相同的是( ) A.电铃 B.扬声器 C.电水壶 D.电路中的限流装置 3.如图所示是与磁有关的现象,下列分析错误的是( ) A.图(甲)中滑板车滑行时车轮边缘小彩灯发光,其发电原理是电磁感应 B.图(乙)中通过改变电流大小,可以改变电磁起重机磁性强弱 C.图(丙)中只将小电动机电源正负极对调,线圈转动方向不变 D.图(丁)中司南静止时长柄总是指向南方,说明地球周围存在磁场 4.如图为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图,下列分析错误的是( ) A.导线ab中的电流在这两个时刻方向不同 B.导线ab在这两个时刻受到的磁场力方向相同 C.图甲中导线cd和图乙中导线ab受到的磁场力方向相同 D.由上往下看,线圈中电流均为顺时针方向 5.高铁的全称是“高速动车组列车”,以电为动力驱动的高铁,由牵引电动机带动列车运行。关于高铁,下列说法错误的是( ) A.牵引电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的 B.牵引电动机工作时将机械能转化为电能 C.列车车头做成流线型可减小空气阻力,提高列车运行的速度 D.增大通过牵引电动机的电流,可提高列车运行的速度 6.某国产电动汽车的“超级电机”采用先进能量转换技术,实现了更高的能量转换效率。电动汽车工作时电能主要转化为( ) A.磁能 B.内能 C.机械能 D.化学能 7.关于换向器,以下说法中错误的是( ) A.直流电动机中的换向器是由两个彼此绝缘的半圆金属环制成的 B.当直流电动机的线圈刚过平衡位置时,换向器能立即改变线圈中的电流方向 C.线圈在磁场内每转动一周,换向器就将线圈中的电流方向改变2次 D.直流电动机的换向器是将线圈中的直流电变成外电路的交流电 8.如图所示的设备中利用磁场对电流的作用原理制成的是( ) A. 电磁起重机 B.电铃 C.扬声器 D.电磁阀 9.如图所示,某同学自制了一个扬声器,将线圈紧密粘贴在纸杯底部,在线圈上方放置一个强磁体,在线圈中通入交变电流后,纸杯振动发声。下列说法正确的是( ) A.该扬声器与电磁继电器的工作原理相同 B.磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变 C.线圈带动纸杯振动是电磁感应现象 D.线圈中的电流不会产生磁场 10.如图所示,小明用漆包线、两节干电池、磁体等器材,成功制作了一个小电动机。他想改变电动机线圈转动的方向,下列方法可行的是( ) A.增强磁体的磁性 B.增加线圈的匝数 C.改变线圈中电流的方向 D.对调磁极并改变线圈中电流的方向 二、填空题 11.2025年2月21日,我国自主研制的电动型载人飞艇AS700D在湖北完成了首次科研飞行试验。飞艇的主体结构框架采用轻质高强度碳纤维复合材料,在确保结构强度和稳定性的同时,有效减小飞艇整体的 ,提升飞行性能。飞艇飞行时由锂电池提供电能,由于通电导线在 中受力的作用,电动机转动,然后带动螺旋桨高速旋转;螺旋桨推动空气向后流动产生推力,从而使飞艇在空中前进,这主要利用了物体间力的作用是 的。 12.把两块圆形磁铁分别吸在干电池的正、负极上,使两个磁铁的N极都向外,这样就制成一个简单的“电车”,将“电车”放在水平桌面的锡箔纸上,如图所示,“电车”就会在锡箔纸表面上滚动。“电车”能滚动的原理是 。 13.如图是小海用一节干电池、一个强力磁铁,一根铜丝自制的一个简易电动机,轻轻推一下心形线圈,线圈就转动起来了,这是因为磁场对 有力的作用;若要让线圈朝相反的方向转动,除了只改变磁极的方向外,你还有什么方法: 。 14.如图是电压表内部结构示意图,表头内部有一个磁铁和一个导电线圈,通电后,指针在磁力的作用下会旋转,其原理是 ,当电压表正负接线柱接反时,电压表指针反向偏转,说明受力方向与 有关;该电压表有两个量程,若使用小量程,则应把导线接在图中 两个接线柱上(填字母)。 15.汽车方便了人们的出行,近年来中国在新能源汽车领域处于世界领先水平。请回答以下问题。 (1)传统燃油汽车的发动机常用水作为冷却剂,是利用水的 的特性。 (2)电动汽车的电动机工作的原理是 。 (3)某款电动汽车车身采用的是新型合金材料,大大减小了车身质量,这主要是因为新型合金材料的 低于常规钢材料。 (4)汽车车尾通常装有“倒车防撞可视雷达”,倒车时车尾的摄像头对准车后的障碍物,障碍物经摄像头中的凸透镜成倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,这个像通过电子装置加工、调整并传递到汽车显示屏上。 三、实验题 16.(1)在“探究冰熔化过程温度的变化规律”实验中,某时刻温度计的示数如图甲所示为 ,根据实验数据绘制的冰熔化过程温度随时间变化的图像如图乙所示,由图乙可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”)。 (2)如图丙所示的实验中,闭合开关,观察到铝棒向左运动,实验现象说明磁场对 有力的作用,利用这一原理可以制成 。 (3)如图丁,两只气球悬挂在空中。为使两只气球靠拢,你所采用的方法是 ,其中用到的物理知识是 。 四、综合题 17.如图甲所示为一个自动温度报警器的装置,开关闭合后,当温度达到设定条件时,电铃将发出警报声。 (1)请你用笔划线完成甲图电路图的连接,以实现题目所要求的功能; (2)图甲中电磁铁的A端为 极; (3)如图乙所示,将蹄形磁体悬挂起来且处于静止状态,则N极一端指向地理的 极(选填“南”“北”); (4)丙图中a、b位置的磁感线已画出,将通电导线(“⊗”表示电流方向垂直于纸面向里)放置于a位置,此时通电导线在磁场中受力方向向下,若将该通电导线放置于b位置,则此时通电导线在磁场中受力方向 (选填“向上”“向下”)。 18.在科技飞速发展的今天,机器人已从科幻作品中走进现实,广泛应用于各个领域,有时它是服务生活的贴心伙伴,有时它是生产领域的高效助力,以其独特且强大的功能,深刻改变着我们的生活与工作方式。 图甲,是某公司研发的一款服务型机器人。 (1)这款机器人利用镜头中的 透镜将人体辐射的 (填“红外线”或“紫外线”)聚集到探测器上,通过处理系统转变为热图像,实现对服务对象的体温监测; (2)机器人手臂抬起模仿了人类手臂抬起的动作,可以为老人或残疾人提供生活协助。人类的肘关节连接着上臂的肱骨和前臂的尺骨、桡骨,允许前臂进行屈伸等运动,肱二头肌附着订在肩胛骨和桡骨上,当肱二头肌收缩时前臂抬起,如图乙所示,此时前臂相当于 杠杆(填“省力”“费力”或“等臂”)。机器人手臂通常有多个关节,如肩关节、肘关节和腕关节等,通过这些关节的转动和配合来完成抬起动作; (3)这款机器人电池采用了聚合物锂离子电池,其中标准版电池具有的能量,最多可以储存 J的电能。机器人将手臂抬起时电能转化为 能; (4)小组同学思考,机器人的行进速度由电动机来控制,当输入电压改变时,如何控制电动机两端的电压保持稳定呢?同学们研究并设计了如图丙所示的电路,、为定值电阻,为磁敏电阻。控制电动机运转的磁敏电阻,阻值随磁场强弱变化的图像如图丁所示,当磁敏电阻在正常区域工作时,即使图丙电路中输入电压U发生变化,两端电压都能维持在某一定值附近发生微小变化,从而使控制电路中的电动机稳定运转。分析可知,磁敏电阻的正常工作区域对应图丁中的 (填“ab”或“bc”)。 19.采摘机器人在智慧农业中广泛使用,兴趣小组设计的某采摘机器人部分工作原理如图所示,可以“前进”“后退”“照明”;开关S1、S2用绝缘柄相连,可分别同时连接两个触点“1”或两个触点“2”,电动机均正常工作。部分元件参数:电动机“24V 96W”,灯泡L“18V 5.4W”,滑动变阻器R“50 1A”,电流表(0~0.6A)。 (1)通过控制开关S1、S2,改变通过电动机中的 可实现前进、后退。 (2)电动机(线圈电阻为2 )正常工作5min产生的热量为多少? (3)闭合S3,调节灯泡亮度时,为保证各元件安全,R连入电路的最小阻值为多少?(忽略灯丝电阻变化) 学科网(北京)股份有限公司 《14.5磁场对通电导线的作用力》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C B B C D C B C 1.C 【详解】电磁枪的工作原理是通电导体在磁场中受到电磁力的作用,将电能转化为机械能。 A.图中是通电螺线管,即电流的磁效应,将电能转化为磁能,与电磁枪原理不同,故A不符合题意; B.图中是电磁感应现象,导体切割磁感线产生电流,将机械能转化为电能,与电磁枪原理不同,故B不符合题意; C.装置为通电导体在磁场中受力运动,即将电能转化为机械能,与电磁枪原理一致,故C符合题意; D.图中是奥斯特实验,证明电生磁,原理是电流的磁效应,与电磁枪原理不同,故D不符合题意。 故选C。 2.B 【详解】电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 A.电铃是利用电流的磁效应工作的,当电流通过电磁铁时,电磁铁具有磁性,吸引衔铁,使电路通断,从而发出铃声,故A 错误,不符合题意; B.扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用工作的。当变化的电流通过扬声器的线圈时,线圈在磁场中受到力的作用而振动,带动纸盆振动发声,与电动机原理相同,故B 正确,符合题意; C.电水壶是利用电流的热效应工作的,电流通过电阻丝产生热量,将水加热,故C 错误,不符合题意; D. 电路中的限流装置,用到电磁继电器,用到电磁铁,用的是电流的磁效应,故D 错误,不符合题意。 故选B。 3.C 【详解】A.带有小彩灯的滑板车车轮转动时,线圈在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,使小彩灯发光,这是电磁感应现象,故A正确,不符合题意; B.电磁铁磁性强弱与电流的大小和线圈匝数有关,改变电流大小,可以改变电磁起重机磁性强弱,故B正确,不符合题意; C.直流电动机的受力方向与电流的方向和磁感线的方向有关,只将小电动机电源正负极对调,线圈转动方向改变,故C错误,符合题意; D.因为地球周围存在磁场,所以司南静止时长柄总是指向南方,故D正确,不符合题意。 故选C。 4.B 【详解】A.直流电动机中,换向器的作用是改变线圈中的电流方向,从图中可以看出,甲、乙两个时刻线圈的位置不同,换向器改变了电流方向,所以导线ab中的电流在这两个时刻方向不同,故A正确,不符合题意; B.在甲图中,导线ab中的电流方向是从b到a;在乙图中,导线ab中的电流方向是从a到b,而磁场方向相同。所以导线ab在这两个时刻受到的磁场力方向不同,故B错误,符合题意; C.在甲图中,导线cd中的电流方向是从d到c;在乙图中,导线ab中的电流方向是从a到b,两者电流方向一致,所处磁场的方向也相同,所以甲中导线cd和图乙中导线ab受到的磁场力方向相同,故C正确,不符合题意; D.由图可知,甲中电流方向为dcba,乙中电流方向为abcd,从上方往下看,线圈中电流均为顺时针方向,故D正确,不符合题意。 故选B。 5.B 【详解】AB.电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的,工作过程中将电能转化为机械能,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意; C.列车车头做成流线型可以减少高速运行时的空气阻力,提高运行速度和能效,并增强安全性与稳定性,故C正确,不符合题意; D.电动机转动速度的大小与电流大小有关,增大通过牵引电动机的电流,电动机转动速度增大,可提高列车运行的速度,故D正确,不符合题意。 故选B。 6.C 【详解】电动汽车工作时,消耗了电能,获得了机械能,所以发生的能量转化主要是电能转化为机械能。故C符合题意,ABD不符合题意。 故选C。 7.D 【详解】A.直流电动机中的换向器是由两个彼此绝缘的半圆金属环组成,用来改变线圈中的电流方向,故A正确,不符合题意; B.当直流电动机的线圈刚过平衡位置时,换向器能及时改变线圈中的电流方向,使线圈受到持续的动力作用而持续转动,故B正确,不符合题意; C.线圈在磁场内每转动一周,会两次经过平衡位置,每经过一次平衡位置,换向器就改变一次线圈中的电流方向,所以转动一周,换向器将线圈中的电流方向改变2次, 故C正确,不符合题意; D.直流电动机的换向器的作用是改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动,外电路始终为直流电,并非将线圈中的直流电变成外电路的交流电, 故D错误,符合题意。 故选D。 8.C 【详解】A.电磁起重机是利用电流的磁效应来工作的,即通电线圈产生磁场,吸引铁磁性物质。故A不符合题意。 B.电铃是利用电流的磁效应来工作的,即通电电磁铁产生磁性,吸引衔铁,使锤头敲击铃碗发声。故B不符合题意。 C.图中所示为扬声器的结构。扬声器工作时,变化的音频电流通过音圈,位于永磁体磁场中的通电线圈会受到力的作用而前后振动,带动纸盆振动发声。这是利用了“磁场对电流有力的作用”这一原理。故C符合题意。 D.电磁阀是利用电流的磁效应来工作的,即通电线圈产生磁场,控制衔铁的运动,从而控制阀门的开闭。故D不符合题意。 故选C。 9.B 【详解】A.电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关,其工作原理是电流的磁效应。而扬声器是利用磁场对通电线圈有力的作用工作的,二者工作原理不同,故A 错误; B.磁场对通电导体有力的作用,力的方向与电流方向和磁场方向有关。当磁场方向不变时,电流方向改变,磁场对线圈的力的方向就会改变,故B 正确; C.电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流的现象。而线圈带动纸杯振动是因为通电线圈在磁场中受到力的作用,不是电磁感应现象,故C 错误; D.根据电流的磁效应,通电导体周围存在磁场,所以线圈中的电流会产生磁场,故D 错误。 故选B。 10.C 【详解】电动机线圈的转动方向由电流方向和磁场方向共同决定,改变其中一个因素,转动方向就会改变;若同时改变两个因素,转动方向不变; A.增强磁体的磁性,只会改变线圈的转动速度,不会改变转动方向,故A不符合题意; B.增加线圈的匝数,同样只会改变转动速度,不改变转动方向,故B不符合题意; C.改变线圈中电流的方向,能改变线圈的转动方向,故C符合题意; D.对调磁极并改变线圈中电流的方向,两个影响因素同时改变,线圈转动方向不变,故D不符合题意。 故选C。 11. 质量 磁场 相互 【详解】[1]飞艇要在空中飞行,需要克服自身的重力。根据密度公式 ,在体积V一定的情况下,材料的密度 越小,质量m就越小。 飞艇的主体结构框架采用轻质高强度碳纤维复合材料,“轻质”说明这种材料的密度小,在确保结构强度和稳定性的同时,有效减小飞艇整体的质量,从而减小飞艇的重力,提升飞行性能。 [2]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。当给电动机的线圈通电时,线圈处于磁场中,由于通电导线在磁场中受力的作用,电动机的线圈会转动,进而带动螺旋桨高速旋转。 [3]螺旋桨推动空气向后流动,空气对螺旋桨有一个向前的反作用力,从而使飞艇在空中前进。这主要利用了物体间力的作用是相互的这一原理。 12.通电导体在磁场中受到力的作用 【详解】当把 “电车”(干电池与磁铁组合体 )放在锡箔纸上时,干电池通过锡箔纸形成通路,有电流通过。而两块圆形磁铁产生了磁场,此时通电的干电池(可看作通电导体 )处在磁场中,根据电磁学知识,通电导体在磁场中会受到力的作用,这个力使 “电车” 在锡箔纸表面滚动 。 13. 通电导体 只改变电路中电流的方向 【详解】[1]电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用。在这个简易电动机中,心形线圈中有电流通过,在磁场中就会受到力的作用从而转动起来。 [2]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。要使线圈朝相反方向转动,除了改变磁极方向(即磁场方向)外,还可以只改变电流的方向,这样线圈受力方向就会改变,从而反向转动。 14. 通电导体在磁场中受到力的作用 电流方向 A、B 【详解】[1]电压表内部的磁铁形成磁场,当电流通过线圈时,线圈会在磁场中受到力的作用而旋转,从而带动指针指示电压值。所以电压表的原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 [2]当电压表正负接线柱接反时,电流从负极流入,正极流出,线圈中的电流方向改变,指针反向偏转,说明受力方向与电流方向有关。 [3]电压表有两个量程,指针指在电压表同一位置时,所以测得电压不同,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,由可知,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。 15.(1)比热容大 (2)通电导体在磁场中受力运动 (3)密度 (4)缩小 【详解】(1)水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较,升高相同的温度时,水吸收的热量多。所以在汽车发动机中用水作冷却剂,能有效吸收发动机产生的热量,起到良好的冷却作用。 (2)电动机工作时,给电动机的线圈通电,通电线圈在磁场中会受到力的作用而转动,将电能转化为机械能 ,这就是其工作原理。 (3)在车身体积一定的情况下,新型合金材料密度低于常规钢材料,由公式可知,其质量会更小。 (4)倒车摄像头的镜头相当于凸透镜,车后的障碍物到凸透镜的距离大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律,当u>2f时,成倒立、缩小的实像。 16.(1) -3 晶体 (2) 通电导体 电动机 (3) 向两气球中间用力吹气 流速越大的位置,压强越小 【详解】(1)[1]如图甲所示,温度计的分度值为1 ,示数在零刻度以下,因此为-3 。 [2]由图乙可知,冰在熔化过程中温度保持不变,有固定的熔点,因此是晶体。 (2)[1][2]如图丙所示的实验中,闭合开关,此时铝棒为通电导体,观察到铝棒向左运动,说明磁场对通电导体有力的作用,利用这一原理可以制成电动机。 (3)[1][2]如图丁,两只气球悬挂在空中。为使两只气球靠拢,所采用的方法是向两气球中间用力吹气,其中用到的物理知识是流速越大的位置,压强越小。 17.(1) (2)S (3)北 (4)向下 【详解】(1)自动温度报警器利用水银的导电特性,当温度达到设定值时,水银与上端金属丝接通,使控制电路接通,电磁铁产生磁性吸引衔铁,从而使工作电路中的电铃发声。所以应将电源、控制温度计、电磁铁电铃串联组成控制电路,如图所示: (2)用右手握住电磁铁线圈,让四指指向电流的方向(从电源正极流向负极),则大拇指所指的方向就是电磁铁的N极。观察图甲中线圈的绕向和电流方向,电流从电源正极流出后,在电磁铁线圈上是从上往下绕(具体需根据实际图判断),那么右手四指绕线圈向下,大拇指指向电磁铁的下端,所以A端为S极。 (3)地球是一个巨大的磁体,地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近。将蹄形磁体悬挂起来且处于静止状态时,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引的原理,蹄形磁体的N极一端会指向地理的北极。 (4)通电电线由a位置移到b位置,磁场方向和电流方向都没有改变,所以受力方向不变,即向下。 18.(1) 凸 红外线 (2)费力 (3) 478800 机械 (4)bc 【详解】(1)[1][2]具有温度的物体会发射红外线,由于凸透镜对光具有会聚作用,因此机器人利用镜头中的凸透镜,将人体辐射的红外线聚集到探测器上进行测温。 (2)根据图中知,动力小于阻力臂,根据杠杆平衡条件可知,属于费力杠杆,可以省距离。 (3)[1]电池内储存的电能为 [2]机器人将手臂依靠电动机工作时将电能转化为机械能。 (4)中输入电压U发生变化,两端电压都能维持在某一定值附近发生微小变化,即电源电压增大,两端电压基本不变,根据知,要控制电流基本不变,当电源电压增大,电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强,此时要控制电流基本不变,需要增大电阻,故磁性增强时,磁敏电阻必须增大,因而选择bc区域。 19.(1)电流方向 (2)9600J (3) 【详解】(1)通过改变开关S1、S2的连接方式,可改变通过电动机的电流方向,电动机转动的方向改变,从而实现前进和后退功能。 (2)由可得,电动机正常工作时的电流为 根据焦耳定律可知,电流通过电动机产生的热量为 (3)由可得,小灯泡的电阻为 由可得,小灯泡正常工作时的电流为 为保证各元件安全,综合分析考虑可知,电路的最大电流为 由可得,滑动变阻器接入电路的最小阻值为 学科网(北京)股份有限公司 $