初中物理中考复习 专题33 探究通电导体受力方向与何有关的实验题（解析版）

专题33 探究通电导体受力方向与何有关的实验题

一、本实验需要学的基本知识

磁场对通电导线的作用：

1.通电导体在磁场里受到力的作用。力的方向跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直；

2.通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。（当电流方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，力的方向也随之改变；当电流方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。）

3.当通电导线与磁感线垂直时，磁场对通电导线的力最大；当通电导线与磁感线平行时，磁场对通电导线没有力的作用。

二、探究磁场对电流的作用的命题角度

（1）首先根据磁场对电流的作用选择合理的实验器材；

（2）利用控制变量法和转化法设计方案研究通电导体受力方向跟电流方向和磁场方向的关系；

（3）最后分析实验现象得出结论。

【例题1】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       ，闭合开关后，导体          ，说明磁场对       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，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向     ，说明通电导体在磁场中的受力方向与       有关。

（4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向     ，说明通电导体在磁场中的受力方向与       有关。

（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，      确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关（填“能”或“不能”）。

【答案】(1）磁场(2）静止    转动    通电  (3）相反   磁场方向 (4）相反  电流方向(5）不能

【解析】（1）通电导体和磁体一样周围也存在着磁场；（2）图中，未闭合开关前，导体中没有电流通过，导体静止不动；闭合开关后，导体转动，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，即改变磁场方向，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关；（4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，即改变电流方向，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关；（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。

1.如图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，小谦同学实际探究时，在电路上连接了一个滑动变阻器，实验记录如下表：
 

（1）用笔画线代替导线，在乙图中将变阻器正确连入电路，小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是      ．
（2）比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与      有关，比较实验    ，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关．
（3）小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是    ．
（4）小谦想在甲图的基础上对实验进行改造，来探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，他要把图甲中的电源换成图丙中的        ．

【答案】（1）见图；保护电路；（2）磁场方向；2、4；（3）转换法；（4）灵敏电流计．

【解析】滑动变阻器按“一上一下”的接；接法如图所示：

滑动变阻器起到保护电路的作用防止电源被短路；
（2）比较实验2和3，电流方相相同，磁场方向不同，导体运动的方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关；
比较实验2、4，磁场方向相同，电流方向不同，导体运动方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关．
（3）实验中通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用的科学方法是转换法；
（4）探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，需要用灵敏电流计代替电源来显示产生感应电流的方向．
2.同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线烧成约3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm．然后，用小刀刮两端引线的漆皮．用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上．两个支架分别与电池的两极相连．把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图所示．给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停的转下去．

（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是   （填选项“A”或“B”）．
A．两端全刮掉     B．一端全部刮掉，另一端只刮半周
（2）线圈在转动过程中   能转化为    能．
（3）小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出一条可能造成该现象

的原因     ．

【答案】（1）B；（2）电；机械；（3）电源电压较低、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置．

【解析】（1）在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，则为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法来改变通入线圈的电流方向．故选B．
（2）根据电动机的原理知，能转动的原因是通电线圈在磁场中受磁力的作用而转动，线圈在转动过程中消耗电能转化为机械能．
（3）小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，可能是电源电压较低、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置．