18.3 磁场对通电导线的作用(重难点专练)物理新教材沪科版九年级全一册
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内容正文:
18.3 磁场对通电导线的作用
题型01 探究磁场对通电导线的作用
题型02 影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素
题型03 左手定则
题型04 扬声器
题型05 电动机的能量转化
题型06 制作简易电动机
▌题型01 探究磁场对通电导线的作用
1. 实验步骤
(1)把导线放在磁场里,接通电源,让电流通过导线,发现导线会运动,说明通电导线在磁场中受到力的作用;
(2)把电源的正负极对调后接入电路,使通过导线的电流方向与原来相反,观察这时导线的运动方向;
(3)保持电源的正负极不变,对调磁体的磁极,使磁场的方向与原来相反,观察这时导线的运动方向;
(4)同时改变电流的方向与磁场的方向,观察这时导线的运动方向;由此实验可以验证通电导线在磁场中受到力的作用及受力的方向与电流方向、磁场方向的关系。
2. 实验结论
通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得相反。如果同时改变电流的方向和磁感线的方向,通电导线受力的方向不变。
1.(2026•北京二模)用如图所示器材进行实验探究。主要实验步骤如下:
①闭合开关,通电导体AB在磁场中运动,记录其运动方向和电流方向,断开开关。
②只将电源的正负极对调,闭合开关,通电导体AB在磁场中运动,记录其运动方向和电流方向,断开开关。
请根据以上叙述回答下列问题。
(1)该实验探究的科学问题是:____________________。
(2)若进行①操作时,闭合开关,通电导体AB静止不动,猜想其原因是:_________,检验猜想是否正确的方法为:____________________。
2.(2026•常州模拟)小明对电流表指针偏转的原因产生了兴趣,他在实验室找到一只可拆卸的电流表,进行了如下探究。
(1)打开外壳,观察电流表的内部结构,示意图如图所示。按照操作规范将电流表_____联接入电路,通电后线圈转动,带动指针偏转;撤去磁体再次通电,指针不动。这说明电流表指针偏转的原理是_________________。
(2)若让电流从电流表的“﹣”接线柱流入,“+”接线柱流出,指针偏转方向会与(1)中的偏转方向_______(选填“相同”或“相反”),因此使用电流表时不能把接线柱接反。
3.(2025•泉州期末)在探究“电动机为什么会转动”的实验中:
(1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中,那么通电导体周围也存在_______,磁体会对通电导体产生力的作用吗?
(2)如图所示,将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间,未闭合开关前,导体静止不动。闭合开关后,导体_______,说明磁场对通电导体有力的作用;
(3)断开开关,将图中磁铁的N、S极对调,再闭合开关,导体ab运动方向_______,说明通电导体在磁场中的受力方向与_________有关;
(4)通过科学猜想并进行实验验证,证明了通电导体在磁场中的受力方向还与_________有关;
(5)试验时小亮应该选_______(选填“铁棒”或“铜棒”)做材料制成导体棒ab。
4.(2026•牡丹江模拟)中国海军三型舰载机已在福建舰上成功完成电磁弹射起飞和着舰训练,看到此新闻后,小霖设计如图所示实验电路对电磁现象进行探究。
(1)他首先探究了磁场对通电导线的作用,保持磁体静止,闭合开关,使导体棒中通入从b流向a的电流,观察到导体棒向右运动,实验表明:___________________。若要改变导体棒ab的运动方向,可以采取的方法是____________________(写出一条即可)。
(2)接下来他探究电磁弹射器的“推力”大小与哪些因素有关:
①保持磁场强弱不变,改变通过导体棒ab的电流大小,观察导体棒被弹射的距离。实验中发现,电流越大,被弹射得越远;
②保持_______________不变,换用磁性更强的磁体,发现导体棒也被弹射得越远。
实验表明:____________________。
▌题型02 影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素
通电导体在磁场中要受到力的作用,其方向与电流方向和磁场方向有关,当改变其中一个方向时,导体受力作用方向将改变,若两个方向都改变时,导体的受力方向将不改变。
5.(2026•蚌埠二模)2025年9月22日,中国海军福建舰完成歼﹣15T、歼﹣35和空警﹣600三型舰载机的首次电磁弹射起飞及着舰训练,标志着我国航母技术实现重大突破。电磁弹射时主要运用了磁场对电流的作用,要改变这种作用的方向,可行的办法是( )
A.只改变磁场或电流的方向
B.只改变磁场的强弱或电流的大小
C.同时改变磁场和电流的方向
D.同时改变磁场的强弱和电流的大小
6.(2026•阜阳二模)如图所示电路,闭合开关,导体棒ab水平向右运动,下列操作能使导体棒水平向左运动的是( )
A.增大电源电压
B.对调磁体磁极
C.更换磁性更强的磁体
D.同时对调电源正负极及磁体磁极
7.(2026•合肥模拟)如图所示,闭合开关,静止的导体棒ab在轨道上向右运动,若只将电源的正、负极对调,则导体棒ab将向_____运动(选填“左”或“右”)。
8.(2025•烟台期末)物理老师打开电流表的外壳让同学们观察电流表内部结构,其结构示意图如图甲所示,给线圈通入电流后,线圈会顺时针转动。
若撤去磁体,再给电表线圈通入大小和方向均相同的电流,指针将_______(选填“不动”“顺时针转动”或“逆时针转动”);若将磁铁两个磁极对调,再给线圈通入大小相同方向相反的电流,电表指针将沿_____(选填“顺”或“逆”)时针转动。
把线圈拆出来,其侧面示意图如图乙所示,若通入图中标注方向的电流,它的A端是_____(选填“N”或“S”)极。
▌题型03 左手定则
把左手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,手心面向N极,四指指向电流所指方向,则大拇指的方向就是导体受力的方向。
9.(2025•许昌期中)画出图中通电导体在磁场中受到的力的方向(用箭头表示)。
10.(2025•泸州模拟)如图甲所示,通电导体中电流的方向向里,磁场对通电导体力F的方向水平向右。改变实验条件,如图乙所示,请画出磁场对通电导体的作用力及通电导体所受重力的示意图。
▌题型04 扬声器
1. 扬声器俗称喇叭,是一种将电信号转换成声音的器件。
2. 动圈式扬声器主要由线圈、永久磁体、锥形纸盆等构成,线圈处在永久磁体的磁场中。
3. 当线圈中有电流通过时,线圈受到磁场的作用力而运动;由于工作时通过线圈的电流随声音而变化,线圈受到的力也变化,带动纸盆来回振动发出声音。
11.(2025•深圳期末)小盐在复习电与磁相关知识时,整理了如图所示的四幅图,关于图示现象及原理,下列说法正确的是( )
A.甲图中,接通电路的瞬间小磁针发生偏转,发现此规律的科学家是法拉第
B.乙图中,闭合开关后导体AB运动,和动圈式扬声器的原理相同
C.丙图反映了电磁铁磁性强弱与电阻大小的关系
D.丁图中,司南受到地磁场的作用,静止时它的长柄(磁S极)指向地球的北极
12.(2026•成都期中)如图是一种动圈式扬声器的内部结构示意图。当线圈中有电流通过时,通电线圈在_______中受到力的作用而运动;由于通过线圈的交变电流不断变化,线圈就不断来回运动,带动纸盆振动发声。若将线圈两端连接干电池两极,短时间内该扬声器_______(选填“会”或“不会”)持续发声。
▌题型05 电动机的能量转化
电动机是将电能转化为机械能的装置。
13.(2025•北京期中)如图所示电路中,能将电能转化为机械能的元件是( )
A.电源 B.电动机 C.开关 D.导线
14.(2026•广安模拟)《新能源汽车产业发展规划(2021﹣2035年)》指出:发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。下列家用电器与新能源电动汽车动力装置的工作原理相同的是( )
A.电视机 B.手电筒
C.电饭锅 D.电风扇
15.(2025•新乡期末)图是一辆电动自行车,将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,通过旋转右侧调速把手就可以控制行驶的快慢。下列说法不正确的是( )
A.车钥匙相当于电路中的开关
B.右侧调速把手相当于滑动变阻器
C.电动自行车行驶过程中将电能全部转化为机械能
D.给电动自行车充电时,蓄电池相当于简单电路中的用电器
16.(2025•大庆三模)如图是西北工业大学自主研发的AI机器人“平衡步兵”,它因卓越的机动性与灵活性而备受瞩目。这款机器人的电力驱动系统能够持续稳定地提供动力,以支持其完成复杂的作战任务。下列说法正确的是( )
A.机器人搭载的芯片主要是由超导体材料制成
B.机器人下蹲时,重心的位置不变
C.机器人移动时,电能转化为机械能
D.机器人轮胎上的花纹可以减小摩擦
17.(2025•福州期末)某同学想为学校储藏室的电动门设计一个控制电路,只有当两名管理员同时启用各的钥匙时才能接通电源,使电动机工作把门打开。如果启用钥匙相当于闭合开关,两个开关之间应是_____联的,电动机工作把门打开是将电能转化为_______能的过程。
18.(2025•云南中考)《本草纲目》记载“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦,“吸得芥子”是因为琥珀摩擦带电能够_______轻小的芥子。如图所示是心理健康教育设施“减压花”,人在花下喊出减压口令,花瓣会在电动机驱动下绽放,此过程中电能转化为花瓣的_______(选填“机械”或“内”)能。
▌题型06 制作简易电动机
把1m长的漆包线(或细导线)绕成小线圈,将两端线头的漆(或绝缘皮)刮去半边,注意两端刮漆的部分应在同侧。把两个回形针折成图(b)所示的形状,用胶带固定在纸板上。把线圈放在回形针上,使其可以转动,并按图(d)所示连接电路。拿一块条形磁体放在线圈上方(不阻挡线圈转动),接通电源,线圈就会转动。
19.(2025•济南期末)某同学用如图所示的装置研究简易电动机的工作情况,他将线圈两端引线的漆全刮掉,闭合开关后,可以看到的现象是( )
A.线圈连续转动,灯连续发光
B.线圈来回摆动,灯连续发光
C.线圈不转动,灯时亮时灭
D.线圈来回摆动,灯时亮时灭
20.(2025•安庆三模)小华在综合实践中自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈正下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,小华应将( )
A.只要是闭合回路,线圈就会连续转动
B.电池的正、负极对调一下
C.左侧转轴绝缘漆全部刮掉,右侧转轴绝缘漆只刮去上半部分
D.左、右转轴绝缘漆全部刮掉
21.(2025•扬州三模)将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框,将它置于一节5号干电池上(线框上端的弯折处A与正极接触良好),一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极,使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触,放手后线框就会开始转动,成为一个“简易电动机”,如图乙所示。关于该“简易电动机”,下列说法中正确的是( )
A.线框会转动是由于受到电场力的作用
B.电路中的热功率等于线框旋转的机械功率
C.如果磁铁吸附在电池负极的是S极,那么从上向下看,线框做逆时针转动
D.如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触,则线框将上下振动
22.(2025•赤峰模拟)如图所示是小明自制的简易电动机示意图矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内永磁铁置于线圈下方,为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,他应将( )
A.左侧的绝缘漆都刮掉,右侧的绝缘漆刮掉一半
B.左、右转轴上的绝缘漆都刮掉
C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉
D.仅将一个转轴上的绝缘漆全部刮掉
23.(2025•济宁期末)图甲为一台简易电动机,它由一节旧电池、小块铷磁铁和线框组成,磁铁吸在电池下端,线框由裸铜导线绕制;图乙为电动机工作原理图,箭头表示磁感线方向。根据图乙可知,磁铁上端为 _____(填“N”或“S”)极;已知磁场对线框左边的作用力垂直于纸面向里,则线框右边受到的磁场力垂直于纸面_______(填“向外”或“向里”),线框在转动过程中将 _____能转化为_______能。
24.(2025•淮安模拟)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,另一端刮掉一半,闭合开关后(有电流通过灯丝,灯泡就发光),能够使线圈连续转动的是_______(小明/小华)的做法,灯泡会时亮时灭的是_______(小明/小华)的做法。
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18.3 磁场对通电导线的作用
题型01 探究磁场对通电导线的作用
题型02 影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素
题型03 左手定则
题型04 扬声器
题型05 电动机的能量转化
题型06 制作简易电动机
▌题型01 探究磁场对通电导线的作用
1. 实验步骤
(1)把导线放在磁场里,接通电源,让电流通过导线,发现导线会运动,说明通电导线在磁场中受到力的作用;
(2)把电源的正负极对调后接入电路,使通过导线的电流方向与原来相反,观察这时导线的运动方向;
(3)保持电源的正负极不变,对调磁体的磁极,使磁场的方向与原来相反,观察这时导线的运动方向;
(4)同时改变电流的方向与磁场的方向,观察这时导线的运动方向;由此实验可以验证通电导线在磁场中受到力的作用及受力的方向与电流方向、磁场方向的关系。
2. 实验结论
通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系。当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得相反。如果同时改变电流的方向和磁感线的方向,通电导线受力的方向不变。
1.(2026•北京二模)用如图所示器材进行实验探究。主要实验步骤如下:
①闭合开关,通电导体AB在磁场中运动,记录其运动方向和电流方向,断开开关。
②只将电源的正负极对调,闭合开关,通电导体AB在磁场中运动,记录其运动方向和电流方向,断开开关。
请根据以上叙述回答下列问题。
(1)该实验探究的科学问题是: 通电导体在磁场中受力方向与电流方向是否有关 。
(2)若进行①操作时,闭合开关,通电导体AB静止不动,猜想其原因是: 电流太小 ,检验猜想是否正确的方法为: 增大电源电压(换强磁体),闭合开关观察导体是否运动 。
解:(1)实验变量分析:步骤①:原有电流方向、磁场方向不变,观察导体运动方向;
步骤②:只调换电源正负极→只改变电流方向,磁场强弱、磁场方向全部不变,再次对比导体受力运动方向。
唯一改变的量:通电导体中的电流方向;
观察的量:导体在磁场中的受力运动方向。
结论:探究通电导体在磁场中的受力方向与电流方向是否有关。
(2)①静止常见原因:电流太小、磁场磁性太弱,导体受到的磁场作用力太小,小于导轨和导体之间的摩擦力,合力为零,保持静止;或导体被导轨卡紧、摩擦力过大。
②检验猜想的方法:增大电源电压增大电路电流(或换用磁性更强的磁体),再次闭合开关,观察导体能否运动。
答案:(1)通电导体在磁场中受力方向与电流方向是否有关;(2)电流太小;增大电源电压(换强磁体),闭合开关观察导体是否运动。
2.(2026•常州模拟)小明对电流表指针偏转的原因产生了兴趣,他在实验室找到一只可拆卸的电流表,进行了如下探究。
(1)打开外壳,观察电流表的内部结构,示意图如图所示。按照操作规范将电流表 串 联接入电路,通电后线圈转动,带动指针偏转;撤去磁体再次通电,指针不动。这说明电流表指针偏转的原理是 通电线圈在磁场中受力转动 。
(2)若让电流从电流表的“﹣”接线柱流入,“+”接线柱流出,指针偏转方向会与(1)中的偏转方向 相反 (选填“相同”或“相反”),因此使用电流表时不能把接线柱接反。
解:(1)按照操作规范将电流表串联接入电路;电流表通电后线圈转动,带动指针偏转;撤去磁体再次通电,指针不动,这说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在磁场中受力转动,这与电动机的工作原理相同;
(2)若让电流从电流表的“﹣”接线柱流入,“+”接线柱流出,磁场方向不变,电流方向改变,指针偏转方向改变,会与(1)中的偏转方向相反,因此使用电流表时不能把接线柱接反。
答案:串;通电线圈在磁场中受力转动;相反。
3.(2025•泉州期末)在探究“电动机为什么会转动”的实验中:
(1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中,那么通电导体周围也存在 磁场 ,磁体会对通电导体产生力的作用吗?
(2)如图所示,将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间,未闭合开关前,导体静止不动。闭合开关后,导体 运动 ,说明磁场对通电导体有力的作用;
(3)断开开关,将图中磁铁的N、S极对调,再闭合开关,导体ab运动方向 相反 ,说明通电导体在磁场中的受力方向与 磁场方向 有关;
(4)通过科学猜想并进行实验验证,证明了通电导体在磁场中的受力方向还与 电流方向 有关;
(5)试验时小亮应该选 铜棒 (选填“铁棒”或“铜棒”)做材料制成导体棒ab。
解:(1)根据课本奥斯特实验知:通电导体周围存在磁场。
(2)将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间,未闭合开关前,导体静止不动,闭合开关后,电路中有电流,导体ab开始运动,说明磁场对通电导体有力的作用。
(3)断开开关,将图中磁铁的N、S极对调,再闭合开关,磁场方向改变,电流方向不变,导体ab运动方向发生变化,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,再闭合开关,磁场方向不变,电流方向改变,导体ab运动方向改变,说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。
(5)由(3)(4)分析可知,通电导体在磁场中受力方向与电流方向及磁场方向有关,如果同时改变磁场方向和电流方向,通电导体在磁场中受力方向不变,且没有控制变量,所以不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。铁棒会被磁铁吸引,影响实验;铜棒不被磁化吸引,适合做实验导体。
答案:(1)磁场;(2)运动; (3)相反;磁场方向; (4)电流方向; (5)铜棒。
4.(2026•牡丹江模拟)中国海军三型舰载机已在福建舰上成功完成电磁弹射起飞和着舰训练,看到此新闻后,小霖设计如图所示实验电路对电磁现象进行探究。
(1)他首先探究了磁场对通电导线的作用,保持磁体静止,闭合开关,使导体棒中通入从b流向a的电流,观察到导体棒向右运动,实验表明: 通电导体在磁场中受到力的作用 。若要改变导体棒ab的运动方向,可以采取的方法是 改变电流方向(或“改变磁场方向”) (写出一条即可)。
(2)接下来他探究电磁弹射器的“推力”大小与哪些因素有关:
①保持磁场强弱不变,改变通过导体棒ab的电流大小,观察导体棒被弹射的距离。实验中发现,电流越大,被弹射得越远;
②保持 通过导体棒的电流大小 不变,换用磁性更强的磁体,发现导体棒也被弹射得越远。
实验表明: 通电导体在磁场中所受力的大小与电流的大小和磁场的强弱均有关 。
解:(1)他首先探究了磁场对通电导线的作用,闭合开关,则电路中有电流,观察到导体棒向右运动,说明受到了力,故实验表明:通电导体在磁场中受到力的作用。
通电导体的受力方向与电流方向和磁场方向有关,若要改变导体棒ab的运动方向,可以采取的方法是改变电流方向。
(2)根据第1步,磁场力的大小与磁场强弱和电流大小有关,根据控制变量法,探究与磁场强弱关系,必须保持电流大小不变,换用磁性更强的磁体,发现导体棒也被弹射得越远。
实验表明:通过导体棒的电流大小通电导体在磁场中所受力的大小与电流的大小和磁场的强弱均有关。
答案:(1)通电导体在磁场中受到力的作用;改变电流方向(或“改变磁场方向”);
(2)通过导体棒的电流大小;通电导体在磁场中所受力的大小与电流的大小和磁场的强弱均有关。
▌题型02 影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素
通电导体在磁场中要受到力的作用,其方向与电流方向和磁场方向有关,当改变其中一个方向时,导体受力作用方向将改变,若两个方向都改变时,导体的受力方向将不改变。
5.(2026•蚌埠二模)2025年9月22日,中国海军福建舰完成歼﹣15T、歼﹣35和空警﹣600三型舰载机的首次电磁弹射起飞及着舰训练,标志着我国航母技术实现重大突破。电磁弹射时主要运用了磁场对电流的作用,要改变这种作用的方向,可行的办法是( )
A.只改变磁场或电流的方向
B.只改变磁场的强弱或电流的大小
C.同时改变磁场和电流的方向
D.同时改变磁场的强弱和电流的大小
解:磁场强弱、电流大小只会改变作用力的大小,不会改变作用方向;磁场对电流的作用力的方向,只与电流方向和磁场方向两个因素有关:只改变电流方向,或只改变磁场方向,磁场对电流的作用方向都会改变。若同时改变电流方向和磁场方向,磁场对电流的作用方向不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
答案:A。
6.(2026•阜阳二模)如图所示电路,闭合开关,导体棒ab水平向右运动,下列操作能使导体棒水平向左运动的是( )
A.增大电源电压
B.对调磁体磁极
C.更换磁性更强的磁体
D.同时对调电源正负极及磁体磁极
解:磁场对电流的作用力方向与电流方向和磁场方向有关,图示为探究磁场对电流作用的实验装置,只对调磁体磁极或只对调电源正负极可以使导体受力方向改变,同时对调电源正负极及磁体磁极,导体的受力方向不改变;增大电源电压或增大磁场不能改变导体受力方向,故B符合题意,ACD不符合题意。
答案:B。
7.(2026•合肥模拟)如图所示,闭合开关,静止的导体棒ab在轨道上向右运动,若只将电源的正、负极对调,则导体棒ab将向 左 运动(选填“左”或“右”)。
解:闭合开关后,静止的导体棒ab在轨道上向右运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用。通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关;本实验中磁场方向保持不变,若只将电源的正、负极对调,则通过导体棒ab的电流方向发生改变,因此导体棒ab受到的磁场力方向也随之改变,运动方向由原来的向右变为向左。所以该空应填“左”。
答案:左。
8.(2025•烟台期末)物理老师打开电流表的外壳让同学们观察电流表内部结构,其结构示意图如图甲所示,给线圈通入电流后,线圈会顺时针转动。
若撤去磁体,再给电表线圈通入大小和方向均相同的电流,指针将 不动 (选填“不动”“顺时针转动”或“逆时针转动”);若将磁铁两个磁极对调,再给线圈通入大小相同方向相反的电流,电表指针将沿 顺 (选填“顺”或“逆”)时针转动。
把线圈拆出来,其侧面示意图如图乙所示,若通入图中标注方向的电流,它的A端是 S (选填“N”或“S”)极。
解:(1)电流表指针偏转的原因是通电线圈在磁场中受力转动,电流表通电后线圈转动,带动指针偏转,撤去磁体再次通电,指针不动;
(2)通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向有关,若将磁铁两个磁极对调,再给线圈通入大小相同方向相反的电流,受力方向不变,电表指针偏转方向不变;
(3)由图乙可知,电流从线圈上方流入,由安培定则可知,B端为N极,A端为S极。
答案:不动;顺;S。
▌题型03 左手定则
把左手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,手心面向N极,四指指向电流所指方向,则大拇指的方向就是导体受力的方向。
9.(2025•许昌期中)画出图中通电导体在磁场中受到的力的方向(用箭头表示)。
解:用左手定则,磁感线向右、电流向上,伸出左手,让磁感线垂直穿过手心,四指指向电流的方向,大拇指的方向为导体的受力方向,方向垂直纸面向内,如图:
10.(2025•泸州模拟)如图甲所示,通电导体中电流的方向向里,磁场对通电导体力F的方向水平向右。改变实验条件,如图乙所示,请画出磁场对通电导体的作用力及通电导体所受重力的示意图。
解:若电流的方向和磁场的方向都同时改变,无法改变通电导体的受力方向,由图乙知道,通电导体的受力方向不变,重力的方向是竖直向下的,如下图所示:
▌题型04 扬声器
1. 扬声器俗称喇叭,是一种将电信号转换成声音的器件。
2. 动圈式扬声器主要由线圈、永久磁体、锥形纸盆等构成,线圈处在永久磁体的磁场中。
3. 当线圈中有电流通过时,线圈受到磁场的作用力而运动;由于工作时通过线圈的电流随声音而变化,线圈受到的力也变化,带动纸盆来回振动发出声音。
11.(2025•深圳期末)小盐在复习电与磁相关知识时,整理了如图所示的四幅图,关于图示现象及原理,下列说法正确的是( )
A.甲图中,接通电路的瞬间小磁针发生偏转,发现此规律的科学家是法拉第
B.乙图中,闭合开关后导体AB运动,和动圈式扬声器的原理相同
C.丙图反映了电磁铁磁性强弱与电阻大小的关系
D.丁图中,司南受到地磁场的作用,静止时它的长柄(磁S极)指向地球的北极
解:A、甲图中,接通电路的瞬间小磁针发生偏转,发现此规律的科学家是奥斯特,故A错误;
B、通电导体在磁场中会受到力的作用;乙图中,闭合开关后导体AB运动,和动圈式扬声器的原理相同,故B正确;
C、丙图反映了电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,故C错误;
D、丁图中,司南受到地磁场的作用,静止时它的长柄(磁S极)指向地球的南极,故D错误。
答案:B。
12.(2026•成都期中)如图是一种动圈式扬声器的内部结构示意图。当线圈中有电流通过时,通电线圈在 磁场 中受到力的作用而运动;由于通过线圈的交变电流不断变化,线圈就不断来回运动,带动纸盆振动发声。若将线圈两端连接干电池两极,短时间内该扬声器 不会 (选填“会”或“不会”)持续发声。
解:(1)通电导体在磁场中受到力的作用,图中线圈安装在永磁体的磁场当线圈中有电流通过时,通电线圈在磁场中受到力的作用而运动;
(2)要使扬声器能够持续发声,需要使通过线圈的交变电流方向不断变化,线圈才能持续振动,带动纸盆振动发声。若将线圈两端连接干电池,线圈中的电流方向不变,线圈只能单方向运动,故该扬声器不会持续发声。
答案:磁场;不会。
▌题型05 电动机的能量转化
电动机是将电能转化为机械能的装置。
13.(2025•北京期中)如图所示电路中,能将电能转化为机械能的元件是( )
A.电源 B.电动机 C.开关 D.导线
解:能将电能转化为机械能的元件是电动机,故B正确,ACD错误。
答案:B。
14.(2026•广安模拟)《新能源汽车产业发展规划(2021﹣2035年)》指出:发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。下列家用电器与新能源电动汽车动力装置的工作原理相同的是( )
A.电视机 B.手电筒
C.电饭锅 D.电风扇
解:新能源电动汽车动力装置的工作原理是:通电线圈在磁场中受力转动,工作时消耗电能转化为机械能。
A、电视机,工作时消耗电能主要转化为声能、内能,故A不符合题意;
B、手电筒,工作时消耗电能主要转化为光能,电磁起重机是利用电流的磁效应工作的,故B不符合题意;
C、电饭锅是根据电流的热效应制成的,工作时消耗电能主要转化为内能,故C不符合题意;
D、电风扇的核心部件是电动机,是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,工作时消耗电能转化为机械能,故D符合题意。
答案:D。
15.(2025•新乡期末)图是一辆电动自行车,将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,通过旋转右侧调速把手就可以控制行驶的快慢。下列说法不正确的是( )
A.车钥匙相当于电路中的开关
B.右侧调速把手相当于滑动变阻器
C.电动自行车行驶过程中将电能全部转化为机械能
D.给电动自行车充电时,蓄电池相当于简单电路中的用电器
解:A.车钥匙可以控制电路的通断,所以相当于一个开关,故A正确;
B.右侧调速把手相当于滑动变阻器,可以通过改变电路中的电流大小来改变车速,故B正确;
C.电动车行进过程中消耗电能,获得机械能和内能,因此电能主要转化为机械能,故C错误;
D.给电动车充电时,蓄电池消耗电能,所以相当于电路中的用电器,故D正确。
答案:C。
16.(2025•大庆三模)如图是西北工业大学自主研发的AI机器人“平衡步兵”,它因卓越的机动性与灵活性而备受瞩目。这款机器人的电力驱动系统能够持续稳定地提供动力,以支持其完成复杂的作战任务。下列说法正确的是( )
A.机器人搭载的芯片主要是由超导体材料制成
B.机器人下蹲时,重心的位置不变
C.机器人移动时,电能转化为机械能
D.机器人轮胎上的花纹可以减小摩擦
解:A.机器人搭载的芯片主要是由半导体材料制成,故A错误;
B.机器人下蹲时,重心的位置也下移,故B错误;
C.机器人移动时,消耗电能,将电能转化为机械能,故C正确;
D.机器人轮胎上的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D错误。
答案:C。
17.(2025•福州期末)某同学想为学校储藏室的电动门设计一个控制电路,只有当两名管理员同时启用各的钥匙时才能接通电源,使电动机工作把门打开。如果启用钥匙相当于闭合开关,两个开关之间应是 串 联的,电动机工作把门打开是将电能转化为 机械 能的过程。
解:由题知,只有两个开关同时闭合时,电动机才能工作,说明两个开关不能独立控制电动机,即它们是串联的。
电动机是将电能转化为机械能的装置。
答案:串;机械。
18.(2025•云南中考)《本草纲目》记载“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦,“吸得芥子”是因为琥珀摩擦带电能够 吸引 轻小的芥子。如图所示是心理健康教育设施“减压花”,人在花下喊出减压口令,花瓣会在电动机驱动下绽放,此过程中电能转化为花瓣的 机械 (选填“机械”或“内”)能。
解:
(1)吸得芥子”是因为琥珀摩擦带电,带电体具有能够吸引轻小物体的性质;
(2)人在花下喊出减压口令,花瓣会在电动机驱动下绽放,此过程中消耗了电能,转化为花瓣的机械能。
答案:吸引;机械。
▌题型06 制作简易电动机
把1m长的漆包线(或细导线)绕成小线圈,将两端线头的漆(或绝缘皮)刮去半边,注意两端刮漆的部分应在同侧。把两个回形针折成图(b)所示的形状,用胶带固定在纸板上。把线圈放在回形针上,使其可以转动,并按图(d)所示连接电路。拿一块条形磁体放在线圈上方(不阻挡线圈转动),接通电源,线圈就会转动。
19.(2025•济南期末)某同学用如图所示的装置研究简易电动机的工作情况,他将线圈两端引线的漆全刮掉,闭合开关后,可以看到的现象是( )
A.线圈连续转动,灯连续发光
B.线圈来回摆动,灯连续发光
C.线圈不转动,灯时亮时灭
D.线圈来回摆动,灯时亮时灭
解:把两端的漆皮都刮掉,线圈每转过半圈,受力方向发生变化,会来回摆动,但电路中有持续的电流,灯泡会持续发光,故B正确。
答案:B。
20.(2025•安庆三模)小华在综合实践中自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈正下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,小华应将( )
A.只要是闭合回路,线圈就会连续转动
B.电池的正、负极对调一下
C.左侧转轴绝缘漆全部刮掉,右侧转轴绝缘漆只刮去上半部分
D.左、右转轴绝缘漆全部刮掉
解:A、若只是闭合回路,当线圈转过平衡位置后,受到的磁场力会阻碍线圈继续转动,导致线圈不能持续转动,故A错误;
B、电池的正、负极对调一下,只能改变线圈的转动方向,不能解决线圈在平衡位置后因受力阻碍而无法连续转动的问题,故B错误;
C、左侧转轴绝缘漆全部刮掉,右侧转轴绝缘漆只刮去上半部分。这样在一个半周内线圈中有电流,受到磁场力作用而转动;另一个半周没有电流(此时靠惯性转动),避免了因电流方向不变导致的受力阻碍,能使线圈连续转动,故C正确;
D、左、右转轴绝缘漆全部刮掉,当线圈转过平衡位置时,电流方向不能改变,受到的磁场力会阻碍线圈继续转动,无法持续转动,故D错误。
答案:C。
21.(2025•扬州三模)将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框,将它置于一节5号干电池上(线框上端的弯折处A与正极接触良好),一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极,使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触,放手后线框就会开始转动,成为一个“简易电动机”,如图乙所示。关于该“简易电动机”,下列说法中正确的是( )
A.线框会转动是由于受到电场力的作用
B.电路中的热功率等于线框旋转的机械功率
C.如果磁铁吸附在电池负极的是S极,那么从上向下看,线框做逆时针转动
D.如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触,则线框将上下振动
解:
A.线框会转动是由于磁场对电流有力的作用,是受到磁场力的作用,故A错误;
B.电动机将电能主要转化为机械能,少了转化为内能,故电路中的热功率小于线框旋转的机械功率,故B错误;
C.如果磁铁吸附在电池负极的是S极,磁场方向向上,而电流方向流入负极的,根据左手定则,受力右侧向纸内,左侧向外,那么从上向下看,线框做逆时针转。故C正确;
D.如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触,只有半个线圈受力转动,受力方向不变,线框不会上下振动,故D错误。
答案:C。
22.(2025•赤峰模拟)如图所示是小明自制的简易电动机示意图矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内永磁铁置于线圈下方,为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,他应将( )
A.左侧的绝缘漆都刮掉,右侧的绝缘漆刮掉一半
B.左、右转轴上的绝缘漆都刮掉
C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉
D.仅将一个转轴上的绝缘漆全部刮掉
解:A、当左侧的绝缘漆都刮掉,右侧的绝缘漆刮掉一半,通电后在一个半周内受到磁场的力的作用而转动,另一个半周没有电流通过,不受磁场力的作用,利用惯性转动,这样才能使线圈在磁场中持续转动下去,故A正确;
B、如果左、右转轴上的绝缘漆都刮掉,线圈每转过半圈,受力方向发生变化,会来回摆动,故B错误;
C、左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉,左右转轴不能同时接通电源,始终无法形成闭合回路,电路中无电流,不会转动,故C错误;
D、仅将一个转轴上的绝缘漆全部刮掉,另一端为绝缘体,电路中无电流,不会转动,故D错误。
答案:A。
23.(2025•济宁期末)图甲为一台简易电动机,它由一节旧电池、小块铷磁铁和线框组成,磁铁吸在电池下端,线框由裸铜导线绕制;图乙为电动机工作原理图,箭头表示磁感线方向。根据图乙可知,磁铁上端为 N (填“N”或“S”)极;已知磁场对线框左边的作用力垂直于纸面向里,则线框右边受到的磁场力垂直于纸面 向外 (填“向外”或“向里”),线框在转动过程中将 电 能转化为 机械 能。
解:图乙为电动机工作原理图,箭头表示磁感线方向。根据图乙可知,在磁体外部,磁感线总是从N极发出,回到S极,磁铁上端为N极;已知磁场对线框左边的作用力垂直于纸面向里,根据左手定则判断,电流相同,磁场方向不同,线框右边受到的磁场力垂直于纸面向外,线框在转动过程中将电能转化为机械能。
答案:N;向外;电;机械。
24.(2025•淮安模拟)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,另一端刮掉一半,闭合开关后(有电流通过灯丝,灯泡就发光),能够使线圈连续转动的是 小华 (小明/小华)的做法,灯泡会时亮时灭的是 小华 (小明/小华)的做法。
解: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,这样在一个半周内受到磁场的力的作用为转动,另一个半周没有电流通过,不受磁场力的作用,利用惯性转动,这样才能使线圈在磁场中持续转动下去,灯时亮时灭,小明把两端的漆皮都刮掉,线圈每转过半圈,受力方向发生变化,会来回摆动,但电路中有持续的电流,灯泡会持续发光,所以能够使线圈连续转动的是小华的做法,灯泡会时亮时灭的是小华的做法。
答案:小华;小华。
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18.3 磁场对通电导线的作用
▌题型01 探究磁场对通电导线的作用
1.(1)通电导体在磁场中受力方向与电流方向是否有关;(2)电流太小;增大电源电压(换强磁体),闭合开关观察导体是否运动
2.串;通电线圈在磁场中受力转动;相反
3.(1)磁场;(2)运动; (3)相反;磁场方向; (4)电流方向; (5)铜棒
4.(1)通电导体在磁场中受到力的作用;改变电流方向(或“改变磁场方向”);(2)通过导体棒的电流大小;通电导体在磁场中所受力的大小与电流的大小和磁场的强弱均有关
▌题型02 影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素
5.A
6.B
7.左
8.不动;顺;S
▌题型03 左手定则
9.
10.
▌题型04 扬声器
11.B
12.磁场;不会
▌题型05 电动机的能量转化
13.B
14.D
15.C
16.C
17.串;机械
18.吸引;机械
▌题型06 制作简易电动机
19.B
20.C
21.C
22.A
23.N;向外;电;机械
24.小华;小华
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