北京课改版物理九年级全册《12.5 磁场对通电导体的作用》同步练习
一 、单选题（本大题共10小题，共30分）
1.（3分）小张学习了“电与磁”知识后，设计了如图所示的装置：用导线将磁场中的金属杆、和光滑金属导轨连接成闭合回路。以下说法正确的是
A. 当左右移动时，不会运动
B. 当左右移动时，会运动
C. 当上下移动右侧磁体时，会运动
D. 当左右移动时，右侧装置工作原理与电动机原理相同
2.（3分）图甲为一台简易电动机，由一节旧电池、小块铷磁铁和线框组成，铷磁体吸在电池下端，线框由裸铜导线绕制；图乙为原理图，箭头表示磁感线方向，已知磁场对线框左边的作用力垂直于纸面向里。涉及简易电动机知识，下列说法正确的是
A. 磁铁上端为极
B. 线框右边受到的磁场力垂直纸面向外
C. 线框在转动过程中将机械能转化为电能
D. 简易电动机的工作原理是电磁感应现象
3.（3分）收音机、电视机、音响里都有扬声器如图，扬声器的工作原理是
A. 电磁感应现象 B. 磁场对通电导线有力的作用
C. 电流周围存在磁场 D. 电流的热效应
4.（3分）如图甲，磁场对导体的力竖直向上，用、、、分别表示图乙、丙中闭合开关时磁场对导体、、、的力，则
A. 竖直向下，竖直向下
B. 竖直向上，竖直向下
C. 竖直向上，竖直向下
D. 竖直向下，竖直向上
5.（3分）如图，当导体通入图中所示方向电流时，磁场对导体的力方向竖直向上用、、和分别表示图、中闭合开关时磁场对导体、、和的力，则
A. 竖直向上 B. 竖直向上
C. 竖直向上 D. 竖直向下
6.（3分）如图所示，研究磁场对通电导线作用的实验装置，当闭合开关，电流由至通过导线时，导线向左运动，下列说法正确的是
A. 只改变电流方向时，导线向右运动，机械能转化为电能
B. 只改变磁场方向时，导线向左运动，电能转化为机械能
C. 电流方向和磁场方向同时改变时，导线向左运动，电能转化为机械能
D. 电流方向和磁场方向同时改变时，导线向右运动，机械能转化为电能
7.（3分）我国福建号航母采用了世界最先进的电磁弹射来助力战斗机从很短的甲板上起飞，如图所示，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。下列示意图中，与电磁弹射器工作原理一致的是
A. B.
C. D.
8.（3分）下列实验，能说明磁场对电流有力的作用的是
A. B.
C. D.
9.（3分）我国的第三艘航母“福建舰”采用自行研制的电磁弹射器。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，弹射车受到强大的推力带动舰载机快速起飞。下列四幅实验装置图中反映电磁弹射器工作原理的是
A. B.
C. D.
10.（3分）如图所示，当闭合开关的瞬间，导体棒水平向右运动，则下列说法正确的是
A. 此现象与发电机原理相同
B. 此过程消耗了机械能
C. 仅将电源正负极接反，导体棒将水平向左运动
D. 仅将磁体、极颠倒，导体棒将水平向右运动
二 、填空题（本大题共5小题，共20分）
11.（4分）一宇航员登上某一星球后，想探测一下该星球表面是否有磁场。该宇航员用导线将灵敏电流表和导体棒连成闭合回路，使导体棒沿某一方向运动，若灵敏电流表有示数，则可判断该星球表面______磁场选填“有”或“无”；若灵敏电流表没有示数，则______判断该星球表面没有磁场选填“能够”或“不能够”。
12.（4分）在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中，善于思考的小明同学用自己的方法总结出了通电螺线管的极性与电流方向之间的关系，如图所示：如果电流沿着我右手臂弯曲所指的方向，那么我的前方即为通电螺线管的______极。实验结论是通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似，请写出一条增强通电螺线管磁性的方法：______。
13.（4分）如图甲所示是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰——福建舰，配备了全球领先的电磁弹射装置。如图乙所示，电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接，并处于强磁场中。当弹射车内的导体通以强大电流时，战斗机就会受到强大的推力而向前弹射飞出。电磁弹射装置的工作原理是 ______ 选填“电磁感应”或“磁场对通电导体的作用力”。
14.（4分）如图是新型武器——电磁炮的原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去，电磁炮在发射过程中能量转化情况是 ______ 轨道及金属杆的电阻不计，电磁炮的发射原理是利用 ______ 。
15.（4分）如图所示，是某同学在科技节上展示的作品结构图。该作品的工作原理是通电线圈在 ______中受力转动，它就是一个自制的 ______机模型图。
三 、计算题（本大题共2小题，共24分）
16.（12分）演绎探究--探究安培力
磁场对运动电荷有力的作用，这种力称之为洛伦兹力，安培力是定向移动的电荷在磁场中所受洛伦兹力的合力，即通电导体在磁场中受到的作用力，这是由法国物理学家安培首先通过实验确定的，因此命名为安培力。
当通电导体与磁场方向垂直时，它受到的安培力最大，如图二所示。此时安培力大小与导体的长度和通过的电流的乘积成正比例，与磁场的磁感应强度的关系如图一所示。各物理量均取国际单位时，比例系数为磁感应强度的国际单位是特斯拉，符号为。
安培力的方向与磁场方向和电流方向有关，可用左手来判断：伸出左手，让大拇指与其它四根手指垂直，让四手指所指方向与电流方向相同，并让磁感线穿过手心，此时大拇指所指方向即为导体所受安培力方向如图二
则安培力大小与导体长度、通过的电流、磁感应强度的关系为______。
长度为，质量为的均匀直金属棒的两端与光滑的金属滑轨、紧密相连金属滑轨电阻不计，处于垂直于纸面向里的匀强磁场磁场强弱和方向处处都相同中，如图三。电路的总电阻为，当电源电压调为时，金属棒恰好能悬浮在导轨上，则此匀强磁场的磁感应强度的大小是______。
17.（12分）冬冬学习了磁的相关知识，回到家里，他取下台灯灯罩，把一个形磁铁放到正在发光的白炽灯泡外面如图所示，他惊讶地发现了灯丝在晃动；移去磁铁后，灯丝不再晃动，由此冬冬猜想到：灯丝的晃动可能是因为灯丝是铁磁性物质，所以被磁铁吸引所致。你认为冬冬的观点是否正确______？你认为灯丝晃动的原因可能是什么？______，请用实验证明你的猜想______。
答案和解析
1.【答案】B;
【解析】解：、当左右移动时，导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，此时导体有电流通过，则导体在磁场中会受到力的作用而运动，故错误；
、当左右移动时，导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，此时导体有电流通过，则导体在磁场中会受到力的作用而运动，故正确；
、当上下移动右侧磁体时，导体没有切割磁感线，不能产生感应电流，故没有电流通过，不会运动，故错误；
、当左右移动时，导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，这就是叫电磁感应现象，右侧装置工作原理与发电机原理相同，故错误。
故选：。
闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这就是叫电磁感应现象，发电机就是根据这个原理制成的；
通电导体在磁场中会受到力的作用；电动机就是根据这一原理制成的；
力可以改变物体的运动状态。
此题主要考查电磁感应现象、发电机、电动机原理，注意发电机和电动机原理的区别。
2.【答案】B;
【解析】解：、图中为电动机工作原理图，箭头表示磁感线方向。在磁体外部，磁感线总是从极发出，回到极，则根据图乙可知，磁铁上端为极，故错误；
、已知磁场对线框左边的作用力垂直于纸面向里，右边磁场方向与左边相反、而电流方向相同都是向下的，所以线框右边受到的磁场力与线框左边的磁场力相反，即线框右边受到的磁场力垂直于纸面向外，故正确；
、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，线框在转动过程中消耗电能，得到机械能，所以将电能转化为机械能，故错误。
故选：。
在磁体外部，磁感线总是从极发出，回到极；
电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，且所受磁场力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。
此题主要考查了磁场对电流的作用、电动机的能量转化、影响磁场力方向的因素等知识，涉及的知识点较多，但难度不大。
3.【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，它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。当线圈中通过变化的电流时，据磁场对通电导线有力的作用的原理知，通电线圈会在永久磁铁的磁场中受到变化的力的作用，即线圈所受力时而排斥，时而吸引，从而使得线圈振动，将电能转化为机械能，同时线圈的振动也会带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
故选：。
对于扬声器来说，其内部有一个永久磁铁，当其线圈中通过电流时，即通电线圈在永久磁铁的磁场中受到力的作用，故能形成振动，将电能转化为机械能，将电信号变为声信号。
此题主要考查的是学生对动圈式扬声器工作原理的了解和掌握，能将通电导线在磁场中受到力的作用的原理应用于实际是解决该题的关键。
4.【答案】C;
【解析】解：
图甲中，电源左侧为正极、右侧为负极，则导体棒中的电流方向垂直于纸面向里，磁体间的磁场方向从右向左，导体受到磁场力的方向是竖直向上的；
图乙中，电源正负极与图甲相反，闭合开关后，中的电流方向垂直于纸面向外即从到，磁体间的磁场方向从右向左，与甲图中的电流方向相反，磁场方向相同，所以受到磁场力的方向是竖直向下的；由于中的电流方向与中的电流方向相反，磁场方向相同，则的受力方向与的受力方向相反，即磁场力的方向是竖直向上的，故错误；
图丙中，电源正负极与图甲相反，闭合开关后，中的电流方向垂直于纸面向外即从到，而磁体间的磁场方向是从左向右，与甲图中的电流方向相反，磁场方向相反，所以与图甲中导体受到磁场力的方向相同，即的方向是竖直向上的；由于中的电流方向与中的电流方向相反，磁场方向相同，则的受力方向与的受力方向相反，即磁场力的方向是竖直向下的，故正确，错误。
故选：。
通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关；当只改变其中一个因素时，磁场力的方向发生改变；当两个因素都改变时，磁场力的方向不变。
此题主要考查了影响磁场力方向的因素，看懂图示、找出与甲图的相同点和不同点是解答该题的关键。
5.【答案】B;
【解析】解：图中，导体棒中的电流方向垂直于纸面向里，磁体间的磁场方向从右向左，导体受到磁场力的方向是竖直向上的；
、图中，闭合开关后，中的电流方向垂直于纸面向外即从到，磁体间的磁场方向从右向左，与图中的电流方向相反，磁场方向相同，所以与图中导体受到磁场力的方向相反，即方向竖直向下；由于中的电流方向与中的电流方向相反，磁场方向相同，则的受力方向与的受力方向相反，即竖直向上，故错误，正确；
、图中，闭合开关后，中的电流方向垂直于纸面向里即从到，而磁体间的磁场方向是从左向右，与图中的电流方向相同，磁场方向相反，所以与图中导体受到磁场力的方向相反，即竖直向下；由于中的电流方向与中的电流方向相反，磁场方向相同，则的受力方向与的受力方向相反，即竖直向上，故错误。
故选：。
通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关；当只改变其中一个因素时，磁场力的方向发生改变；当两个因素都改变时，磁场力的方向不变。
此题主要考查了影响磁场力方向的因素，看懂图示、找出与图的相同点和不同点是解答该题的关键。
6.【答案】C;
【解析】解：
、磁场方向不变，只改变电流方向时，导线的运动方向改变，则导线向右运动，电能转化为机械能，故错误。
、电流方向不变，只改变磁场方向时，导线的运动方向改变，则导线向右运动，电能转化为机械能，故错误。
、电流方向和磁场方向同时改变时，导线的运动方向不变，即导线向左运动，电能转化为机械能，故正确，错误。
故选：。
通电导体在磁场中受力方向跟电流方向和磁场方向有关。在磁场方向不变时，电流方向相反，通电导体的受力方向相反；电流方向一定时，对调磁极，通电导体的受力方向相反；同时改变电流方向和磁极，导体运动方向不变。
掌握通电导体在磁场中受力运动方向跟电流方向和磁场方向有关。
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，故符合题意；
B.图中没有电源，是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，故不符合题意；
C.动圈式话筒的原理是电磁感应，故不符合题意；
D.电磁起重机的原理是电流的磁效应，故不符合题意。
故选：。
电磁弹射器是利用了磁场对通电导体产生力的作用，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、电磁感应等实验要注意区分，属常见题型。
8.【答案】C;
【解析】解：、通电导线的周围存在磁场。故不合题意。
、图是探究电磁感应现象，故不合题意。
、闭合开关后，原来静止在磁场中的导体运动起来，说明受到了磁场对电流有力的作用，故符合题意。
、该图说明异种电荷相互吸引，同种电荷相互排斥，故不合题意。
故选：。
根据对图示的实验现象进行分析即可得出其反应的物理理论，然后与题目要求对应，即可得到答案。
电磁学中将典型的实验装置和其反应的理论对应起来是考查的热点之一。
9.【答案】D;
【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，其原理与电动机相同。
A.该图是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故错误；
B.图是通电导线的周围存在着磁场，探究通电螺线管外部的磁场分布，这是电流的磁效应，故错误；
C.图中没有电源，是探究电磁感应现象的实验，是发电机的原理图，故错误；
D.图中有电源，通电导体在磁场中会受力而运动，是电动机的原理图，故正确。
故选：。
通电导线的周围存在着磁场；
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流；
通电导体在磁场中受到磁场力的作用。
对于电磁学中的电流磁效应、磁场对通电导体有力的作用、电磁感应等实验要注意区分，属常见题型。
10.【答案】C;
【解析】解：
、当闭合开关的瞬间，导体棒内有从到的电流，通电的导体棒受到磁场水平向右的力而运动，此现象与电动机原理相同，故错误；
B.通电导体在磁场中手受力运动，此过程电能转化为机械能，故错误；
、通电导体在磁场中的受力方向跟磁场方向和电流方向有关，只改变磁场方向或电流方向，导体的受力方向就会改变，故正确，错误。
故选：。
通电导体在磁场中受力运动，且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，根据这一原理人们制成了电动机，此过程将电能转化为机械能。通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场的方向有关。
本题是一道关于电动机原理的习题，能够通过实验现象找出电动机的制作原理是本题的解题关键所在。
11.【答案】有; 不能够;
【解析】解：宇航员用导线将灵敏电流表和导体棒连成闭合回路，使导体棒沿某一方向运动，若灵敏电流表有示数，说明导体在做切割磁感线运动，因此该星球表面有磁场；
若灵敏电流表无示数，可能是闭合电路中的部分导体没有做切割磁感线运动，因此不能确定星球表面没有磁场。
故答案为：有；不能够。
闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流。
该题考查了电磁感应现象，会根据这一原理判断其结构特点与应用，是解答的关键。
12.【答案】N ; 增大通电螺线管中的电流 ;
【解析】解：
根据安培定则，用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指所指的方向与电流的方向一致，那么大拇指所指的那端就是通电螺线管的极，即它的前方为极；
我们可以增大通电螺线管中的电流，或增加通电螺线管的线圈匝数，来增大通电螺线管的磁性。
故答案为：；增大通电螺线管中的电流。
安培定则的内容是：用右手握住螺线管，弯曲的四指所指的方向是电流的方向，大拇指所指的那端是螺线管的极；
通电螺线管的磁性与电流大小和线圈匝数有关，电流越大、匝数越多，通电螺线管的磁性越强。
该题考查了通电螺线管极性判断以及增大通电螺线管磁性的方法，属于基础题目。
13.【答案】;
【解析】解：由题意可知，电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接，并处于强磁场中。当弹射车内的导体通以强大电流时，战斗机就会受到强大的推力而向前弹射飞出。由此可知电磁弹射装置的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。
故答案为：磁场对通电导体的作用力。
通电导体在磁场中受到磁场力的作用。
此题主要考查了磁场对通电导体的作用，难度不大，属基础题。
14.【答案】;
【解析】解：炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去，炮弹具有了机械能，此过程中消耗了电能，是电能转化为机械能。
故答案为：电能转化为机械；通电导体在磁场中受力运动。
通电导体在磁场中受到力的作用，此过程中是电能转化为机械能。
此题主要考查了能量的转化、通电导体在磁场中受力运动，属于基础题。
15.【答案】磁场 电动;
【解析】解：电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，所以该作品的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，它就是一个自制的电动机模型图。
故答案为：磁场；电动。
根据电动机的原理分析解答。
此题主要考查学生对：电动机原理的了解和掌握，是一道基础题。
16.【答案】BIL；0.2T;
【解析】解：由题意知：安培力大小与导体的长度和通过的电流的乘积成正比例，
由图一知安培力大小与磁感应强度的倒数成反比，即安培力大小与磁感应强度成正比，故安培力大小与导体的长度和通过的电流的乘积成正比例，与磁感应强度成正比，所以；
电路的电流：
；
因为金属棒恰好能悬浮在导轨上，
所以安培力等于重力，即；
根据知，
匀强磁场的磁感应强度的大小为：
故答案为：；。
根据题中信息和图一得出安培力的关系式；
根据算出电流；
根据浮沉条件知：悬浮时安培力等于重力，根据算出匀强磁场的磁感应强度。
该题考查了安培力的推导过程，是一道难题。
17.【答案】不正确；磁场对电流有力的作用；切断电源，灯丝中没有电流通过，观察灯丝是否晃动;
【解析】解：
冬冬的观点是错误的，若灯丝晃动是被磁铁吸引所致，在没有电流时，灯丝也会晃动，而事实不是这样的；
灯丝晃动的原因是：发光的灯泡中有电流通过，电流处于磁场中，要受到力的作用而运动，即磁场对电流有力的作用。
用实验证明猜想：切断电源，灯丝中没有电流通过，观察灯丝是否晃动。
故答案为：
不正确；磁场对电流有力的作用；切断电源，灯丝中没有电流通过，观察灯丝是否晃动。
灯丝在磁场中晃动，说明其受到了力的作用，由此联系磁场对电流产生了力的作用。
此题主要考查了磁场对通电导体的作用的实验设计，有一定的难度。
