初中物理北师大版九年级全册第十四章 电磁现象五 磁场对通电导线的作用力课后作业题

14.5磁场对通电导线的作用力同步练习北师大版初中物理九年级全一册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 有关磁场对通电导线的作用，下列说法正确的是

A. 磁场方向不变时，改变电流方向，通电导线受力方向不变
B. 磁场方向改变，电流方向也改变时，通电导线受力方向改变
C. 通电导线受力的方向可以用安培定则判断
D. 因为通电导线周围存在磁场，所以通电导线在磁场中会受到力的作用

2. 小明用一节五号电池给扬声器通电，她将

A. 听不到声音 B. 听到一声响声
C. 听到扬声器不断发出声音 D. 看到纸盆不断往复运动

3. 如图3所示，用“”表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，“”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外。若此时通电导线受到的力向上，则以下四个选项中，力的方向判断正确的是

A.
B.
C.
D.

4. 如图所示，线圈abcd位于磁场中，当开关接通时，ab段导线受磁场力F的方向向上；此时，cd段导线受磁场力

A. 方向向上
B. 方向向下
C. 为零，因为线圈处于水平位置
D. 为零，因为ab段导线向上转动
 

5. 如图所示，将矩形铜线框ACDF上的B、E两点接入电路并放入磁场中，AB、BC、ED和FE段都受到磁场的作用力，下列哪两段线框在磁场中受力的方向相同

A. AB段与BC段
B. AB段与ED段
C. BC段与ED段
D. ED段与FE段

6. 扬声器发出悠扬的声音是将

A. 声信号转化为电信号 B. 电信号转化为声信号
C. 电信号进行放大 D. 声信号进行放大

7. 我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射系统，如图是它的原理图。弹射系统的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。下图中与电磁弹射系统工作原理一致的是
    

A. 通电导体在磁场中受力
B. 通电螺线管周围有磁场
C. 电磁感应现象
D. 奥斯特实验

8. 一种动圈式扬声器可以代替话筒使用。如图所示，人对着扬声器的锥形纸盆说话，声音使纸盆振动，与纸盆相连的线圈也会随着振动线圈是放置在一个永久磁体的磁场中，这时线圈中就会产生随着声音变化的电流。与其原理相同的是选项中的

A.  B.  C.  D.

9. 如图所示，是公交车自动爆玻器，自动爆玻器就相当于一个电控安全锤，它是利用通电导体在磁场中受力转动，从而带动钨钢头击打车窗玻璃，以实现击碎玻璃的目的。下图能表示自动爆玻器工作原理的是

A.  B.
C.  D.

10. 根据能量转化的需要人们设计出不同的机器，某机器的能量流向如图所示，据此推理该机器可能与图中工作原理相同的是

A.  B.
C.  D.

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 如图所示，闭合开关，在轨道上原来静止的金属杆向左运动，这表明磁场对通电金属杆产生          的作用，如果只改变通过金属杆的电流方向，金属杆将向          选填“左”或“右”运动。

12. 我们实验室使用的电压表和电流表都属于“磁电式电表”，这类电表中有电流通过时，它的指针就会发生偏转，据此你可以推测，电表内除了导线和指针外，一定还有          ，你推测依据的物理原理是          。
13. 如图甲的线圈abcd位于磁场中：
    通电后，cd段导线的电流方向______填“由c到d”或“由d到c”。
    段导线受磁场力的方向如图甲所示，在甲图中画出ab段导线受磁场力的方向。
    当线圈转到竖直位置时，如图乙所示，ab段和cd段导线受到的力是平衡力．物理学中把这一位置叫做______，线圈最终将在这一位置静止。
    为了使线圈能够持续转动，可以在电路中接入______。
     

14. 如图实验装置中，将导体ab置于磁场中，搁在水平金属轨道上。合上开关，会观察到导体ab发生运动，这表明通电导体的磁场中要______作用，______就是根据这一原理制造出来的。如果把电源的正负极对调后接入电路，会发现导体ab的运动方向跟原来______。

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

15. 通电导线ab受到的力如图甲所示，请在乙图中画出通电导线ab受到的力的方向。

16. 如图所示，把一条形磁体靠近一小磁针，发现小磁针顺时针旋转90度后静止。请在图中的点A处用箭头画出条形磁体外磁感线的方向。

如左图所示，线圈abcd位于磁场中，通电后ab段导线受磁场力F的方向向上。请在右图中画出通电后cd段导线受到的磁场力的示意图。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

17. 如图所示的实验装置，在两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体ab。

接通电源，这时会看到导体ab向左运动，这表明________________________________；

若只对调磁体的磁极或只改变导体ab中的电流方向，观察到导体ab均向右运动，这表明__________________________________________________________________________；

如果把磁体的两极对调，同时改变导体ab中的电流方向，会看到导体ab的运动方向跟原来________选填“相同”或“相反”。

18. 如图所示，在物理实践活动课上，老师用一节干电池的负极吸引着一块钕铁硼磁铁磁铁表面防锈层可导电，竖直放置在水平桌面上，然后将一段铜丝做成“M”形，将铜丝小心地放置在电池上，使铜丝的中间部分跟电池的正极接触，调整铜丝的形状使铜丝的两端跟磁铁能够保持轻触，铜丝便开始旋转起来。

该简易装置的工作原理是：_________________________________________________；

请写出一种改变铜丝转动方向的方法：_________________________________________。

五、计算题（本大题共1小题，共8.0分）

19. 某同学想探究磁场对通电导体的作用力方向与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验，闭合开关，观察导体ab的运动情况；保持电流的方向不变，把磁体的N极和S极位置对调，观察导体ab的运动情况。
    该实验探究的问题是磁场对通电导体的作用力方向与______ 是否有关。
    若闭合开关后，导体ab不动，请猜想导体ab不动原因可能是______ 。

六、综合题（本大题共1小题，共10.0分）

20. 如图1是探究通电导线在磁场中受力作用的实验装置。闭合开关，观察到导线ab向右运动，记录现象如图2甲所示，图甲、乙、丙是该实验装置的剖面图，接着把磁体的N、S极对调，记录的现象如图乙所示。

   图1

   图2

比较图甲、乙可知，通电导线在磁场中的受力方向与________方向有关；

在图丙中画出磁感线方向；

在图丙中画出导线受到的力F的示意图。

答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】通电导线在磁场中会受到力的作用，受力的方向跟电流方向和磁场方向有关，二者有一个方向改变时，通电导线受力方向改变，二者方向都改变，通电导线受力方向不变；安培定则能判断通电导线和通电螺线管周围的磁场方向，不能判断通电导线受力的方向；因为通电导线周围存在磁场，所以通电导线在磁场中会受到力的作用，故选D。
 

2.【答案】B
 

【解析】用一节五号电池给扬声器通电时，由于电池所提供的电流是直流电，所以当给线圈通电时，通电线圈就会在磁场中受到力的作用，即此时线圈会运动，从而产生一声响声，但由于该电流的方向不发生改变，所以通电线圈不会再受到相反的力的作用而运动，故不能再产生声音。故选B。
 

3.【答案】C
 

【解析】解：由图可知，当磁感线方向向左时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的；
A、磁感线方向向右时，导线中的电流方向垂直于纸面向外，导体的受力方向是向上的；故A错误；
B、磁感线方向向左时，导线中的电流方向垂直于纸面向外，导体的受力方向是向上的；故B错误；
C、磁感线方向向右时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向下的；故C正确；
D、磁感线方向向左时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向下的；故D错误。
故选：C。
根据图示分析磁感线与导体运动方向、电流方向的关系，从而判定出正确的答案。
本题考查了通电导体在磁场中的受力情况，受力的方向与磁感线的方向和电流的方向有关，难度不大，要掌握。
 

4.【答案】B
 

【解析】解：根据图示信息，电流从电源的正极出发回到负极，判断线圈中cd段导线的电流方向由c到d；在磁场方向不变的情况下，ab段的电流方向和cd电流方向相反，则可以判断ab段导线受磁场力的方向与cd段相反，ab段受力向上，所以cd段受力向下。
故选：B。
根据图示信息，电流从电源的正极出发回到负极，判断线圈中的电流方向；
通电导体在磁场中受力方向与磁感线方向和电流方向有关；
此题考查学生关于通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁感线方向有关的理解和掌握。
 

5.【答案】B
 

【解析】解：如图磁场方向相同，若电流方向相同，则通电导体的受力方向相同，
BAFE段和BCDE段并联在电源上，所以AB电流向下、EF电流向上、CB电流向上、DE电流向下，
AB和ED电流方向相同，受到磁场作用力方向相同，
EF和CB电流方向相同，受到磁场作用力方向相同。
故选：B。
通电导体在磁场中受力而运动，导体的受力方向跟电流的方向、磁场方向有关。在磁场方向一定时，电流方向改变，导体受力方向改变；在电流方向一定时，磁场方向改变，导体受力方向改变。
本题关键在于线圈的两部分是并联在电路中，分析各段的电流方向，再判断受到磁场力的方向。
 

6.【答案】B
 

【解析】解：扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。如图所示，它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。当线圈中通过图中所示的电流时，线圈受到磁铁的吸引向左运动；当线圈中通过相反方向的电流时，线圈受到磁铁的排斥向右运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
故选：B。
本题考查同学对扬声器的了解。扬声器的线圈中通过携带声音信息、时刻变化的电流，使得在一个瞬间和下一个瞬间产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也就振动动起来，便发出了声音。
对比记忆扬声器和话筒：话筒把声信号转换成电信号，机械能转化成电能，是电磁感应现象原理；扬声器把电信信号转换成声信号，电能转化成机械能，通电导体在磁场中受力原理。
 

7.【答案】A
 

【解析】解：由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，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A正确；
B、该实验是电磁铁的实验，是利用电流的磁效应工作的，故B错误；
C、图中没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，为电磁感应实验，故C错误；
D、该实验为奥斯特实验，说明了电流周围存在着磁场，故D错误。
故选：A。
根据通电导体在磁场中受到磁场力的作用分析解答。
对于电磁学中的电流磁效应、磁场对通电导体有力的作用、电磁感应实验区分要注意条件。
 

8.【答案】A
 

【解析】解：A、该图是电磁感应原理，即闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动，产生电流的现象，故A正确；
B、该图是奥斯特实验，即通电导体周围存在磁场，故B错误；
C、该图是探究电磁铁磁性强弱的实验，故C错误；
D、该图是电动机的原理图，即通电导体在磁场中受力运动，故D错误。
故选：A。
动圈式话筒工作过程是：声波振动引起膜片振动带动线圈振动线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流经放大传给扬声器。由此可知其工作原理是电磁感应现象。
动圈式话筒是利用电磁感应现象的原理制成的。动圈式话筒和发电机的原理是相同的，扬声器的原理和电动机的原理是相同的。
 

9.【答案】C
 

【解析】解：按下开关，自动爆玻器的线圈在磁场中受到力的作用而运动，产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的；
A、A图说明通电导体周围存在磁场，是电流的磁效应，故A错误；
B、B图是说明电磁铁的磁性与电磁铁线圈匝数的关系，故B错误；
C、C图是当导体中通过电流时，通电导线在磁场中受力的作用而运动，是电能转化为机械能，与自动爆玻器工作原理相同，故C正确；
D、D图是电磁感应现象，机械能转化为电能，是产生电流的装置，故D错误。
故选：C。
按下开关，自动爆玻器的线圈在磁场中受到力的作用而运动，产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的，是电能转化为机械能。
此题主要考查的是学生对通电导线在磁场中受到力的作用的原理的理解和掌握，并会应用于实际是解决该题的关键。
 

10.【答案】C
 

【解析】解：如图该机器将一部分电能转化成了内能，还有一部分电能转化成了机械能；
A、该装置为电流的磁效应，是电能转化为磁能，故A错误；
B、该装置是探究电磁感应现象的实验，是机械能转化为电能，故B错误；
C、该装置中通电导体在磁场中受力愚运动，电能转化为机械能，故C正确；
D、该装置无电源，是探究电磁感应现象的实验，是机械能转化为电能，小灯泡会发光，故D错误。
故选：C。
由能量流向图判断该机器主要将什么能转化成了什么能即可解决此题。
解此题的关键是能确定图中能量转化的方向，并知道各种机械的能量转化情况，属于基础性题目，比较简单。
 

11.【答案】力 

右

【解析】闭合开关，金属杆中有电流通过，原来静止的金属杆向左运动，这表明磁场对通电金属杆产生了力的作用；通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向、电流方向有关；如果只改变通过金属杆的电流方向，则金属杆受力方向改变，金属杆将向右运动。
 

12.【答案】磁体

 通电导线在磁场中受力的作用

【解析】当磁电式电表内有电流通过时，它的指针会发生偏转，说明肯定是受到了力的作用，并且是受电流的影响产生了这个力，我们会想到通电导体在磁场中会受到力的作用，所以电表里还一定有磁体。
 

13.【答案】由c到d  平衡位置  换向器
 

【解析】解：根据图示信息，电流从电源的正极出发回到负极，线圈中cd段导线的电流方向由c到d；
段的电流方向和cd段的电流方向相反，磁感线方向不变，则ab段导线受磁场力的方向与cd段相反，如图所示：
；
如图乙，ab段导线受到竖直向上的力，cd段导线受到竖直向下的力，因此，线圈abcd受到的磁场力是一对平衡力，线圈abcd最终将在图中位置保持平衡，该位置叫做平衡位置；
电动机换向器的作用：在线圈由于惯性刚转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而改变线圈受力方向，可以让线圈abcd能够持续转动。
故答案为：由c到d；如上图所示；平衡位置；换向器。
根据图示信息，电流从电源的正极出发回到负极，判断线圈中的电流方向；
通电导体在磁场中受力方向与磁感线方向和电流方向有关；
线圈在磁场中受到平衡力作用时的位置叫做平衡位置；
根据换向器的作用分析。
此题考查了电流的方向、通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁感线方向有关的理解和掌握。
 

14.【答案】受到力的  电动机  运动的方向相反
 

【解析】解：开关断开时，导体没有电流，导体不运动，说明磁场对导体没有力的作用；
开关闭合后，导体中有电流通过，导体运动起来，说明通电导体在磁场中受到力的作用。电动机就是利用该原理制成的；
把电源的正负极对调后接入电路，磁场方向不变，而通过导体的电流方向相反，导体的受力方向相反，故会发现导体ab的运动方向跟原来运动的方向相反。
故答案为：受到力的；电动机；运动的方向相反。
通电导体在磁场中受到力的作用，电动机就是利用该原理制成的；
通电导体在磁场中受到力的作用的方向与磁场方向和导体中的电流方向同时有关。
本题考查电动机的原理及影响通电导体在磁场中受到力的作用方向的因素。
 

15.【答案】
 

【解析】由图甲可知，此时磁场对通电导线作用力的方向向右，改变实验条件，磁场的方向改变，电流的方向也改变了，所以所受力的方向不改变，还是向右。
 

16.【答案】

 

【解析】

【分析】
此题主要考查了磁感线的特点，会判断磁感线的方向是解决此类问题的关键。
根据小磁针的N、S极指向，利用磁极间的作用规律可以确定磁体的N、S极，进而可以确定磁感线的方向。
【解答】
小磁针顺时针旋转90度后静止，所以静止小磁针的S极指向条形磁体的右端，根据磁极间的作用规律可以确定条形磁体的右端为N极，左端为S极，因为在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，所以A点磁感线的方向是向左的，如图所示：
。

【分析】
此题考查学生关于通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁感线方向有关的理解和掌握。
根据图示信息，电流从电源的正极出发回到负极，判断线圈中的电流方向；
通电导体在磁场中受力方向与磁感线方向和电流方向有关。
【解答】
根据左图示信息，电流从电源的正极出发回到负极，判断线圈中ab段导线的电流方向由a到b；受力方向向上；
根据右图示信息，电流从电源的正极出发回到负极，判断线圈中cd段导线的电流方向由d到c；与左图相比，磁场方向不变，电流方向相反，所以受力方向相反，故cd段导线受力方向向下，如图所示：
  

17.【答案】 通电导体在磁场中会受力的作用 
通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关 
相同
 

【解析】  物理学科核心素养要求我们要具有能应用基础知识进行实验探究和动手操作的综合能力，在探究通电导体在磁场中的受力问题时，也要学会变通。
接通电源，这时会看到导体ab向左运动，说明导体ab受到了向左的力，即说明通电导体在磁场中会受力的作用。

只对调磁体的磁极或只改变导体ab中的电流方向，观察到导体ab均向右运动，说明导体ab所受力的方向发生了改变，即说明：通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向均有关。
如果把磁体的两极对调，同时改变导体ab中的电流方向，此时改变了两个影响因素，所以会看到导体ab的运动方向跟原来相同。

18.【答案】通电导体在磁场中会受力的作用 
只改变装置中磁铁的磁极位置使图中磁铁的上、下两面调换位置或只改变铜丝中的电流方向调换电源正负极
 

【解析】 物理学科核心素养要求我们要有物理观念与思想，学会设计物理实验，通过应用生活中的常见物品进行实验改进，并进行科学探究。
在简易装置中，干电池的负极吸引着一块钕铁硼磁铁，并将一段铜丝做成“M”形，将铜丝小心地放置在电池上，调整铜丝形状使其两端跟磁铁保持轻触，铜丝旋转起来，这是利用了通电导体在磁场中受力的原理；
通电导线在磁场中受力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，故改变铜丝转动方向的方法有：可以改变电流的方向，也可以改变磁场的方向。
 

19.【答案】磁场方向  通过AB电流太小
 

【解析】解：通电导体受力的方向与电流和方向和磁场的方向都有关系。在实验中，把开关闭合后，观察导体ab运动的情况；再将磁铁的N、S极对调，然后再观察导体ab的运动情况，其目的是研究通电导体受力情况与磁场方向的关系；
闭合开关后，导体ab不动，可能是通过ab电流太小、磁体磁性太弱、电源电压太低或 ab 太重。
故大答案为：磁场方向；通过AB 电流太小。
磁场对通电导体会产生力的作用，导体受力的方向与电流和方向和磁场的方向都有关系；
闭合开关后，导体ab不动，可能是通过ab电流太小、磁体磁性太弱、电源电压太低或 ab 太重。
本题考查磁场对通电导体的作用力方向与哪些因素有关，注意控制变量法的运用。
 

20.【答案】磁场；如图所示

 

【解析】比较图2甲、乙可知，控制电流方向不变，当磁场的方向改变时，导线所受力的方向会改变，所以通电导线在磁场中的受力方向与磁场方向有关；
磁体外部磁感线的方向是从N极指向S极；
在图乙的基础上分析可知，此时磁场的方向没有改变，但电流的方向改变，所以所受力的方向改变。