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第五节 磁场对通电导线的作用力
一、单选题
1．如图，小明在玩强磁体时，无意间将磁体靠近了正在发光的白炽灯，发现到白炽灯的灯丝晃动，这引起了他的兴趣，他将塑料尺靠近时，没有这种现象。你认为下列哪个装置的原理可以解释这一现象（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机，要想改变多匝线圈转动的方向，下列方法可行的是（　　）
A．只增强磁体的磁性 B．只减少线圈的匝数
C．只升高电源的电压 D．只对调磁体的两极
3．图甲是扬声器的构造侧面示意图，图乙是扬声器的磁体和线圈正面示意图，N、S分别代表环形磁铁的北极和南极。当线圈接通电时，线圈受到磁铁的作用而向内运动。下列选项中通电线圈受到磁铁的作用运动情况正确的是（未画出磁感线）（　　）
A．线圈受到磁铁的作用而向内运动
B．线圈受到磁铁的作用而向内运动
C．线圈受到磁铁的作用而向内运动
D．线圈静止不动
4．如图所示的四种设备中，与电动机工作原理相同的是（　　）
A．电钻
B．电热水壶
C．电灯
D．电磁起重机
5．以下实验反映的规律能解释电动机工作原理的是（　　）
A．图中，闭合开关，铁钉被吸引
B．图中，闭合开关，水平移动金属棒，灵敏电流计指针偏转
C．图中，闭合开关，线圈转动
D．图中，闭合开关，小磁针偏转
二、多选题
6．如图 9.28 所示，质量为 、长为 的直导线用两绝缘细线悬挂于，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿 负方向的电流 且导线保持静止时，悬线与竖直方向的夹角为 。则磁感应强度的方向和大小可能为 （　　）。
A． 轴正向， B． 轴负向，
C． 轴负向， D．沿悬线向上，
7．通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图9.53所示，ab边与MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（　　）
A．线框有两条边所受的安培力方向相同
B．线框有两条边所受的安培力大小相同
C．线框所受安培力的合力朝左
D．cd 边所受安培力对ab边的力矩不为零
8．如图所示，是小明为弟弟自制的玩具，将一块圆形磁铁吸在干电池底部，把一段裸露的铜线折成矩形 线框，上边与电池正极接触，下边搭接在磁铁上，观察到线框顺时针转动。下列各图中与该玩具的工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
9．在探究“让线圈转起来”的实验中，小明用永磁铁、一节干电池、线圈、金属支架组装了如图所示的装置，用绝缘胶带将支架固定在电池两端，将磁铁放在电池侧壁上，再将线圈一端的绝缘漆全部刮去，另一端的绝缘漆只刮去一半后，放在支架上，线圈即可持续转动，关于该实验，下列说法正确的是（　　）
A．这个装置与电动机的工作原理相同
B．线圈转动过程中，机械能转化为电能
C．只改变电流的方向，线圈的转动方向不会改变
D．只改变磁场的方向，线圈的转动方向可以改变
三、判断题
10．大量事实证明，水可以在三态之间相互转化．
四、填空题
11．如图所示是探究“通电导体在磁场中受力”的实验装置。接通电路的瞬间，原来静止的导体ab向右运动。现将磁体对调放置，接通电路的瞬间，原来静止的导体ab会向　 　（选填“左”或“右”）运动，理由是　 　。
12．2023年12月20日，中国工程院等单位发布2023全球十大工程成就，无人驾驶飞行器在列。无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。某型号航拍无人机，由于体积小、操控方便、拍摄效果好，深受摄影爱好者喜欢。其部分技术参数如下：总质量1200g，最大上升速度9m/s，最大水平飞行速度18m/s，四个脚与地面的接触面积，正常工作电压15V。某次航拍的过程中，在正常工作电压下，无人机以8m/s的速度匀速竖直上升（g取10N/kg，不计空气阻力及能量损耗）。求：
（1）无人机内电动机的工作原理是　 　；无人机匀速竖直上升对于遥控设备是　 　（选填“运动”或“静止”）的；
（2）该型号无人机静止在水平地面时，对地面的压强　 　；
（3）该型号无人机沿水平方向做匀速直线运动时，飞行90米的路程所需时间最短为多少秒　 　？
13．学习了电磁学的知识后，善思好学的小明利用一节电池、一个硬铜导线框和纽扣强磁铁，组装成一个简易电动机。如图所示，同时放手后可观察到导线框abcd以干电池为轴转动起来。导线框转动起来的原理是　 　，若要改变导线框转动的方向，可以改变线圈中电流方向或　 　。
14．白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的家庭照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝抖动，说明　 　对　 　有力的作用。
五、解答题
15．如图，一个不能打开的盒子外面露出一段细长的导线，若导线中有电流，把导线悬挂起来，将一蹄形磁铁靠近取直的导线，导线会。此实验利用了磁场对力的作用，利用这个原理制成了机。
16．如图所示装置，通电瞬间直导线向右摆动，这表明对电流有力的作用；若要使直导线向左摆动，可改变电流（选填“大小”或“方向”），根据这个原理可以制成机。
17．如图甲，磁场对导体的力F竖直向上，请你分别在图乙和图丙中画出：
①闭合开关时磁场对导体ab的力（用Fab表示）；
②闭合开关时磁场对导体cd的力（用Fcd表示）；
③闭合开关时磁场对导体a'b'、c'd'的力（用Fa'b’、Fc'd’表示）。
六、复合题
18．小聪利用如图所示的装置做“探究磁场对通电导体的作用”实验。
（1）导体ab应选用轻质的　 　（选填“铁棒”或“铝棒”）；
（2）接通电源，导体ab向右运动，说明磁场对通电导体有　 　的作用，该过程中　 　能转化为　 　能；
（3）将图中磁体的N、S极对调或改变通过导体ab的电流方向，观察到导体ab向　 　运动，说明通电导体在磁场中受到力的方向与　 　、　 　方向有关；
（4）如果将滑动变阻器的滑片向左移动，闭合开关，发现导体ab不动或运动得很慢，这说明通电导体所受磁场力的大小与　 　有关。
19．利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”；
（1）应在M、N之间接入　 　（选填“小量程电流表”、“电源”或“灯泡”），装置中的导体棒应选用轻质的　 　（选填“铁棒”或“铝棒”）；
（2）如图乙中，磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极，且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的。通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，ab段和cd段受到的这两个力　 　（选填“是”或“不是”）一对平衡力；
（3）小明自制了一个电动机，将线圈漆包线两端的漆全部刮去后，用导电支架托住，发现线圈不能持续转动，只能在平衡位置附近摆动。为了使线圈能持续转动（　　）
A．两侧全刮
B．一侧全刮，另一侧刮半周
C．一侧刮上半周，一侧刮下半周
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】磁场对通电导线的作用
2．【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用
3．【答案】B
【知识点】磁场对通电导线的作用
4．【答案】A
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
5．【答案】C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
6．【答案】A,B,D
【知识点】磁场对通电导线的作用；左手定则
7．【答案】B,C
【知识点】安培定则；磁场对通电导线的作用；左手定则
8．【答案】B,C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
9．【答案】A,D
【知识点】磁场对通电导线的作用
10．【答案】正确
【知识点】水的三态变化
11．【答案】左；通电导体在磁场中受力的方向与磁场的方向有关
【知识点】磁场对通电导线的作用
12．【答案】通电线圈在磁场中受力转动；运动；2×104Pa；5s
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；运动和静止的相对性；直流电动机的构造原理与工作过程
13．【答案】通电线圈在磁场中受力转动；对调磁体的N、S极
【知识点】磁场对通电导线的作用
14．【答案】磁场；通电导体
【知识点】磁场对通电导线的作用
15．【答案】运动,通电导体有,电动
【知识点】磁场对通电导线的作用；直流电动机的构造原理与工作过程
16．【答案】磁场,方向,电动
【知识点】磁场对通电导线的作用；直流电动机的构造原理与工作过程
17．【答案】
【知识点】磁场对通电导线的作用；直流电动机的构造原理与工作过程
18．【答案】（1）铝棒
（2）力；电；机械
（3）左；磁场方向；电流
（4）电流大小
【知识点】磁场对通电导线的作用
19．【答案】（1）电源；铝棒
（2）不是
（3）B
【知识点】磁场对通电导线的作用
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