16.3 磁场对电流的作用 电动机 同步练习 -2025-2026学年苏科版物理九年级下册

16.3磁场对电流的作用电动机 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导体ab向右运动；把电源正负极对调后接入电路，发现导体ab向左运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力（　　） A．方向与电流方向有关 B．方向与磁感线方向有关 C．大小与电流大小有关 D．大小与磁场强弱有关 2．如图所示为直流电动机在两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．这两个时刻线圈中的电流方向相同 B．这两个时刻ab边中的电流方向相同 C．这两个时刻ab边受到的磁力方向不同 D．在同一个时刻ab边受到的磁力方向与cd边受到的磁力方向相同 3．如图所示，干电池底部吸有强磁铁（可导电），在干电池的正极上支有一“门”字形导线框，导线框A、B两侧和套在强磁铁上导电圆环C连接，导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动，圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。下列说法正确的是（　　） A．两侧线框中电流方向不相同 B．两侧线框周围的磁场方向不相同 C．两侧线框受磁场力方向相同 D．若B侧线框断路，线圈一定不能持续转动 4．如下图所示，当线圈刚转过平衡位置时，如果不改变电流的方向，则线圈（   ） A．立即停止转动 B．立即反转 C．按原方向一直转下去 D．在平衡位置附近摆动几下才停下来 5．在直流电动机结构中，换向器的作用是（　　） A．改变磁感线的方向 B．改变线圈的转动方向 C．改变线圈中的电流方向 D．使线圈中的电流方向和转动方向同时改变 6．如图，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（　　） A．换用更细的铜棒 B．将磁体的N、S极对调 C．移动滑动变阻器的滑片 D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调 7．下列常用电器中有磁体的是（　　） A．电熨斗 B．电暖手宝 C．电水壶 D．电吹风机 8．以下是某同学总结的一些电与磁的规律，你认为正确的是（   ） A．在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，看到的是条形磁铁的磁感线 B．电动机工作时利用了法拉第发现的电磁感应现象 C．磁感线密集的地方磁场强，所以磁感线可以相交 D．通电导体周围的小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场 9．近年来，我国科技取得了巨大成就，下列分析不合理的是（　　） A．四川舰上的电磁弹射系统工作原理与电动机相同 B．人形机器人对舞台的压力大小等于地面对它的支持力大小 C．运﹣20大型运输机获得的升力利用了流体压强与流速的关系 D．天宫二号由近地点向远地点运动时重力势能减小，动能增加 10．我国某部队研制出电磁弹射火箭武器系统。电磁弹射器内的导体通以强电流时，可受到强大的推力，将火箭发射升空。电磁弹射器与图中的装置工作原理一致的是（　　） A． B． C． D． 二、填空题 11．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）。 12．如图所示，晓佳将一简易电动机接入电路中，闭合开关，小灯泡发光但电动机线圈不转动，通过检查，排除线圈被卡不转动的可能，于是晓佳判断可能是电动机线圈短路而不转动，晓佳的同学小华却认为：不一定是线圈短路才不转动，也可能是线圈所受磁场力太小。为帮晓佳找出电动机不转动的原因，他们可利用如图所示的电路图和多节新电池、磁性强弱不同的多块磁铁进行实验。他们进行的操作是______ ，若______ ，说明线圈不转动的原因是所受磁场力太小。    13．直流电动机是通电导体在_______中受到力的作用而转动，它能够连续转动是靠_________完成的。 14．电动机的原理是通电导体放入磁场中会受到______的作用，直流电动机持续转动的关键部件是______。 15．2023年12月18日，甘肃省积石山发生强烈地震，救援队携带系留照明无人机前往救援。 （1）如图所示，救援人员将无人机照明灯升空，照亮震区安置点，照明灯发出的光线照射到粗糙的地面时发生______（选填“漫反射”或“镜面反射”）。旋翼无人机利用电动机转动实现升空，电动机工作是利用磁场对______的作用，无人机加速升空过程中机械能的增加量______（选填“大于”“等于”或“小于”）动能的增加量； （2）白天需要为电池充电，此时电池相当于电路中的______（选填“用电器”或“电源”）。无人机悬停并提供照明时，动力和照明系统的电功率分别为150W和100W，无人机悬停时______（选填“具有”或“没有”）惯性，若充满电时电池储能500W·h，动力系统会在低于5%的电量时无法御空但能实现照明，充满电状态下无人机至多持续工作______h，需要再次给电池充电。 三、实验题 16．2023年12月，小明同学在北京怀柔观赏到极光。他查阅资料后知道，极光是地球周围的一种大规模放电的过程。来自太阳的大量带电粒子定向移动到地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场方向集中到南北两极。当它们进入极地的高层大气（大于80km）时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，能量释放产生的光芒形成围绕着磁极的“焰火盛会”。地磁场为什么会迫使大量来自太阳的带电粒子集中呢？你的猜想是______。请你设计实验验证你的猜想。 （1）实验器材：______； （2）实验步骤：______； （3）实验结论：______。 四、综合题 17．如图是一款太阳能汽车，在车体的外部贴有太阳能电池板，通过太阳能电池板将太阳能直接转换成电能并储存在蓄电池中，蓄电池充满可以存储5kw·h的电能。若该太阳能汽车匀速行驶时受到的阻力为180N，在无太阳光时可以匀速行驶80km。若太阳能电池板的光电转换效率20%。在车身表面搭载了面积为10m2的太阳能电池板，太阳光充足时在每平方米面积上的辐射功率为500W。则：    （1）太阳能属于___________能源，太阳能电池板的主要材料的硅属于___________材料，电动机的工作原理是：___________； （2）电动机工作时将电能转化为机械能的效率为多少？___________ （3）在阳光充足情况下，几小时可将蓄电池充满？___________ 18．如图1为小明家使用的一款全智能电茶壶烧水壶，图2为其工作电路的原理图，铭牌如表所示，忽略温度对电阻影响，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。 （1）当开关S______（选填“闭合”或“断开”）时，电茶壶处于加热挡；抽水电动机的工作原理是______； （2）电路中R1和R2的阻值各是多少；( )( ) （3）若正常情况下，将一壶20℃的水加热到97℃用时5min，该电茶壶正常加热时的效率为多大；( ) 产品名称 电茶壶 额定加热功率 1100W 额定电压 220V 额定抽水功率 10W 额定频率 50Hz 额定壶体容量 0.9L 额定保温功率 100W 重量 2kg （4）小明关闭家中的其他用电器，只让电茶壶独立工作，用高温挡加热2min，电能表的表盘转了66转，请通过计算判断此时实际电压约为多少。( )[电能表上标有2000r/（kW•h）] 19．小馨同学要研究通电导体在磁场中受力(安培力)的问题： (1)磁体周围存在磁场，磁场的强弱叫磁感应强度，用B来表示。通电导体在磁场中要受到力的作用，将一段长为L、通电电流为I的通电导线垂直放入磁感应强度为B的磁场中时，受力F=BIL。这说明导体中电流越______，导体在磁场中受力越大。 (2)有一段通电直导线，横截面积为S ，单位体积含有n个自由电荷，自由电荷定向移动的平均速度为V，则t时间内通过导体横截面积A的总电荷数N=nVtS，每个自由电荷的电量为q，则t时间内通过导体横截面积A的总电荷量Q=______；导体内电流的大小称为电流强度，是指单位时间内通过导体某一横截面积的电荷量，即I=，则通过上述导体的电流为I==______；若这段通电导线长为L，将其垂直放入磁感应强度为B的磁场中，受到的力F=______。 学科网（北京）股份有限公司 《16.3磁场对电流的作用电动机》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C B D C B D D D B 1．A 【详解】由题意可知：接通电源，发现导体ab向右运动，把电源正负极对调后接入电路，电流的方向改变了，发现导体ab向左运动。说明通电导线在磁场中受力方向跟电流方向有关。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．C 【详解】AB．根据图中电源的正负极可知，左图中线圈中电流的流向为d→c→b→a，右图中线圈中电流的流向为a→b→c→d，故这两个时刻电流方向不同，故AB错误； C．通电导体在磁场中受到力的方向与磁场的方向和电流的方向有关，这两个时刻ab边的电流方向不同，故受到的磁力方向不同，故C正确； D．在同一个时刻ab边与cd边中的电流方向不同，故受到磁力的方向不同，故D错误。 故选C。 3．B 【详解】A．电流从干电池的正极出发经过导线框回到电源的负极，通过两侧线框中电流方向相同，故A错误； BC．强磁铁产生磁场，两侧线框周围的磁场方向不相同，受到磁场力的方向不同，线框能够转动，故B正确；C错误； D．线框B侧没有通电，所以B侧没有受到磁场的作用力，A侧受到磁场的作用力，能够转动，故D错误。 故选B。 4．D 【详解】如图所示，线圈刚转过平衡位置时，由于磁场方向、电流方向都不改变，则线圈ab边和cd 边的受力方向也不变，线圈转过平衡位置后将会再反转，在平衡位置附近摆动几下，最后停下来，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 5．C 【详解】根据物理常识可知，在直流电动机中，换向器的作用就是在线圈转动时，可以自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈能够持续转动，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．B 【详解】A．换用更细的铜棒，使电阻变大电流变小，但不能改变受力的方向，故A不符合题意； B．将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，故B符合题意； C．向左移动滑动变阻器的滑片，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，故C不符合题意； D．将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的受力方向不变，铜棒仍然向右运动，故D不符合题意。 故选B。 7．D 【详解】A．电熨斗是利用电流的热效应来工作的，故A不符合题意； B．电暖手宝是利用电流的热效应来工作的，故B不符合题意； C．电水壶是利用电流的热效应来工作的，故C不符合题意； D．电吹风机的构造中有电动机，电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，所以电吹风机中有磁体，故D符合题意。 故选D。 8．D 【详解】A．磁感线是人们假想出来的表示磁场的曲线，它不是客观存在的，人是看不到的。故A错误； B．电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用而运动的原理制成的。故B错误； C．磁场中某点的方向是单一的，而磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向，故两条磁感线是不相交的，否则与磁场中某点方向单一相矛盾。故C错误； D．小大头针受到磁场作用会发生偏转；通电后小大头针发生偏转，说明通电后，导体周围产生了磁场。故D正确。 故选D。 9．D 【详解】A．电磁弹射和电动机的工作原理均是磁场对通电导线有力的作用，故A不符合题意； B．人形机器人对舞台的压力和地面对它的支持力是一对相互作用力，等大反向共线，故B不符合题意； C．飞机的升力都是利用了空气流速大的位置压强小的特点，故C不符合题意； D．天宫二号由近地点向远地点运动时，动能转化为重力势能，因此动能减小，重力势能增加，故D符合题意。 故选D。 10．B 【详解】由题意知道，当导体通以强电流时，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．图中装置是探究磁极间相互作用规律的实验装置，故A不符合题意； B．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B符合题意； C．该实验为奥斯特实验，说明了电流周围存在着磁场，故C不符合题意； D．图中装置是判定通电螺线管磁场的实验，故D不符合题意。 故选B。 11． 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。 12． 将电源换为多个干电池串联、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 【详解】[1]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；进行的操作是将电源换为多个干电池串联、同时换用磁场更强的磁体，闭合开关观察线圈是否转动。 [2]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。 13． 磁场 换向器 【详解】[1]磁场对通电导体有力的作用，直流电动机是通电导体在磁场中受到力的作用而转动。 [2]电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，在制作直流电动机时安装了换向器，当线圈转过平衡位置时及时改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈能够保证持续转动。 14． 力 换向器 【详解】[1][2]电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用使线圈转动，同时为了让线圈持续转动，当线圈转过平衡位置时，通过换向器及时改变线圈中的电流的方向，以保持线圈的持续转动。 15． 漫反射 通电导体（有力） 大于 用电器 具有 2.15 【详解】（1）[1]漫反射是指光线被粗糙表面无规则地向各个方向反射的现象，救援人员将无人机照明灯升空，照亮震区安置点，照明灯发出的光线照射到粗糙的地面时发生漫反射。 [2]旋翼无人机利用电动机转动实现升空，利用了电动机的工作原理，即电动机工作是利用磁场对通电导体（有力）的作用。 [3]机械能等于动能与势能之和，无人机加速升空过程中，动能增大，重力势能也增加，所以机械能的增加量大于动能的增加量。 （2）[4]白天需要为电池充电，电池此时消耗电能，相当于电路中的用电器。 [5]一切物体任何时候都具有惯性，无人机悬停时惯性。 [6]若充满电时电池储能500W·h，动力系统会在低于5%的电量时无法御空但能实现照明，只能用来照明的电能为 动力系统和照明系统一起工作时消耗的电能为 充满电状态下无人机至多持续工作的时间为 16． 磁场对电流可能有力的作用 U形磁铁、电源、导体棒、开关、导线 见解析 闭合开关，若导体棒运动，说明磁场对电流有力的作用 【详解】[1]来自太阳的大量带电粒子定向移动到地球附近，形成电流，由于地磁场的作用而迫使其中一部分沿着磁场方向集中到南北两极，据此提出的猜想是：磁场对电流可能有力的作用。 （1）[2]需要的器材是U形磁铁、电源、导体棒、开关、导线等。 （2）[3]步骤：A．按图示连接电路； B．闭合开关，观察导体棒的运动状态是否改变。 （3）[4]实验结论：闭合开关，若导体棒运动，说明磁场对电流有力的作用；若不运动，说明磁场对电流没有力的作用 17． 可再生 半导体 通电线圈在磁场中受到力的作用 80% 5 【详解】（1）[1]太阳能能够在短期内从自然界得到补充，因此属于可再生能源。 [2]太阳能电池板的主要材料是硅，硅是一种重要的半导体材料。 [3]电动机利用通电导体在磁场中受力的原理工作。 （2）[4]蓄电池充满电可以存储的电能为 太阳能汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的阻力与牵引力大小相等，故 电动机工作时转化的机械能为 电动机工作时将电能转化为机械能的效率 （3）[5]由可知，蓄电池充满电需要的太阳能为 在阳光充足情况下，充满蓄电池需要的时间为 18． 闭合 通电线圈在磁场中受力转动 440Ω 44Ω 88.2% 209V 【详解】（1）[1]当S闭合时，电路为R2简单电路，电路的总电阻最小，由可知，此时电茶壶处于加热挡。 [2]抽水电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。 （2）[3][4]当S闭合时，电路为R2简单电路，电路的总电阻最小，电茶壶处于加热挡，由可得，R2阻值 当S断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，电茶壶处于保温挡，此时电路的总电阻 串联电路中总电阻等于各分电阻之和，因此R1阻值 （3）[5]电茶壶中水的质量 水吸收的热量 电茶壶消耗的电能 电茶壶正常加热时的效率 （4）[6]电能表的表盘转了66转，电茶壶消耗的电能 电茶壶的实际电功率 由可知，此时的实际电压 19． 大 nVtSq nVSq BnVSqL 【详解】(1)[1]根据受力公式F=BIL可知，受力大小与磁感应强度、通电电流、通电导线长度成正比，这说明导体中电流越大，导体在磁场中受力越大。 (2)[2][3][4]根据定义，t时间内通过导体横截面积A的总电荷量即 Q=Nq=nVtSq 根据I=，则通过上述导体的电流为 I= 若这段通电导线长为L，将其垂直放入磁感应强度为B的磁场中，将I=nVSq代入F=BIL得 F=BIL=BnVSqL 学科网（北京）股份有限公司 $