12.5磁场对通电导体的作用同步练习
一、单选题
1．如图所示，是小明同学探究“磁场对通电导体的作用”的实验装置，ab是一根金属棒，通过金属导轨连接到电路中，闭合开关后，金属棒没有运动(仪器、电路都完好)，要想使金属棒运动起来，下列措施不可行的是
A．将蹄形磁体的N、S极对调
B．换用磁性强一些的蹄形磁体
C．换用能提供较大电流的直流电源
D．使用轻质金属棒，减小金属棒与导轨之间的摩擦力
2．关于通电导线在磁场里受力方向的说法错误的是
A．改变导线中的电流方向，导线的受力方向会发生改变
B．同时改变电流方向和磁场方向，导线受力方向一定改变
C．改变磁场的方向，通电导线受力方向会发生改变
D．同时改变电流方向和磁场方向，导线受力方向一定不改变
3．下列关于电和磁的说法正确的是
A．电磁继电器的铁芯，可以使用永磁体
B．利用通电线圈在磁场中受力而转动，研制出电动机
C．奥斯特实验发现了电磁感应现象
D．扬声器的工作过程是利用了电磁感应的原理
4．下列说法中，正确的是（ ）
A．如图甲，接通电源后，相同时间内R甲产生的热量比R乙多
B．如图乙，将变阻器滑片P向右移动，电磁铁的磁性增强
C．通电导线周围存在磁场，将小磁针移走，该磁场消失
D．改变电流方向并对调磁体的N、S极，导体AB运动方向不改变
5．如图所示，是智能手机进行无线充电的场景。充电过程中带有金属线圈的智能手机靠近磁场能产生电流实现充电。下列设备中利用上述原理工作的是（ ）
A．电磁起重机 B．扬声器 C．电流表 D．动圈式话筒
6．放在磁场里的通电导体，下列说法中正确的是（ ）
A．一定受到磁力的作用 B．可能受到磁力的作用
C．一定不受磁力的作用 D．以上说法都不对
7．如图所示，①②③④为探究物理规律的四个实验，abcd为物理规律的应用实例，箭头表示规律和应用的对应关系，其中对应关系正确的是
A． B．
C． D．
8．下列关于电现象和磁现象说法不正确的是
A．异名磁极相互吸引
B．同种电荷相互排斥
C．电磁铁的磁性与线圈匝数有关
D．磁场对通电导体有作用力，将机械能转化成电能
二、多选题
9．如图乙所示，以甲图为工作原理的电学元件是
A．扬声器 B．话筒 C．电流表 D．电压表
10．关于磁场和磁感应线，以下说法正确的是（ ）
A．磁场看不见摸不着，但可以借助小磁针感知它的存在
B．磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
C．磁场对放入其中的导体有力的作用
D．磁体间的吸引或排斥作用是通过磁场实现的
三、填空题
11．小明借助如图所示的实验装置探究“磁场对通电导体的作用”。闭合开关，原本静止的轻质铜棒ab水平向左运动，说明磁场对 有力的作用，利用该原理可制成 。若将一束电子沿着ab方向飞入磁场，电子的运动方向将发生改变，你认为电子会偏向 （选填“左”或“右”）侧运动。
12．如图甲所示，开关闭合后，导体棒ab会发生运动，根据这一原理可以制成 机．如图乙所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近带电体a，a被推开，则a带 电．
13．如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜 （选填“向左”、“向右”或“左右往复”）运动。音圈之所以运动，是由于磁场对 有力的作用。
14．如图所示是扬声器的构造示意图，当线圈中有电流通过时线圈受到磁场力的作用而运动，这与 （选填“电动机”或“发电机”）的工作原理相同，由于通过线圈的电流是 （选填“直流”或“交流”）电，线圈就不断的来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
15．小明利用图甲的装置研究通电导体在磁场中的受力情况，当电流方向由A到B时，导体棒AB受到水平向左的力；当电流方向由B到A时，导体棒AB受到水平向右的力，只有当电流方向与磁场方向相同或相反时（即导体棒AB竖直放置），导体棒AB不受力．如图乙所示，用弹簧悬挂着一根水平放置的导线ab，当电路中开关S开合时，弹簧的长度 （选填“伸长”、“不变”或“缩短”），因为 ．
16．如图所示，用弹簧悬挂着一根水平放置的导线，当电路中开关闭合时弹簧长度 （填“增加“变小”或“不变”）.
四、作图题
17．如图，开关S闭合后，根据通电导体ab的电流方向、受到磁场力F的方向，在图中标出磁铁的N极和S极。
五、实验题
18．云大附中物理兴趣小组的师生在综合实践活动课上制作出神奇的金属铜线转框（单极电机）。取一根长度合适的金属铜线，剥去铜线两端和中央部分的绝缘皮，弯成一个“M”型线框。将铜线中央裸露部分与一节干电池的正极接触，干电池的负极贴放在位于水平桌面上的圆柱形钕铁硼磁铁上面，再将铜线框两端裸露出的部分与圆柱形钕铁硼磁铁的侧面轻轻接触，这样金属铜线框就可以绕电池持续转动，如图甲所示。请根据此现象回答下列问题：
（1）甲图中铜线框可以绕电池持续转动的原理是 。
（2）该简易装置的工作原理与图乙中的 装置原理相同；
（3）仅对调装置中磁铁的磁极位置，则线圈的转动方向 （选填“改变”或者“不变”）；
（4）钕铁硼磁铁是磁性很强的永久磁铁，但是表面很容易生锈，所以通常需要进行保护性表面处理。老师在本次实验中所用的磁铁表面镀了一层薄膜，根据实验现象，可以判断出该磁铁所镀的薄膜应属于 （选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”）材料。
（5）兴趣小组同学在“探究某固体熔化时温度变化规律”时，其实验装置如图丙所示。
①请指出装置中存在的一个错误是： 。
②改正错误后，小明进行实验，得到物体温度随时间变化的图像如图丁所示，则该固体是 （选填“晶体”或“非晶体”）；该物体在第15min时的内能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）第25min时的内能；假设相同时间内物体吸收的热量相同，则该物体熔化后比热容 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
19．在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。
（1）在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择 （选填“铁”或“铝”）棒为好；
（2）在（1）中提供的金属棒中，选择合适金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，这说明通电导体在磁场中受到 的作用；在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先仅对调磁极位置，观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与 方向有关。然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将金属棒ab两端对调后接入电路，发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。你认为小明的做法错在哪里？ ；
（3）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢？为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表（已知铜的密度均大于铁和铝的密度）来改变电路中的电流，进行对比实验。
①实验过程中，小明应根据 （选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”）来推断通电导线在磁场中的受力大小；
②闭合开关，小明发现铜棒稳定时的位置都如图丁所示，与丙图实验现象相比，小明得出结论：“在同一磁场中，通过导线的电流越大，磁场对导线的作用力就越小”。小明的这种说法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。
六、综合题
20．下面是课本中的几幅图：
（1）甲图是动圈式扬声器它的原理与 （电动机/发电机）相同。
（2）乙图人的前臂在举起杠铃时 （省力/费力/等臂）杠杆。
（3）丙图两个铅块磨光后，压在一起就会粘住，这个现象说明 。
（4）丁图人工心脏泵工作时，当电流从线圈A端流入，血液 （流入/流出）泵室；若线圈中的电流大小增大，则心脏泵每分钟“跳动”的次数 （增大/减小/不变）。
参考答案：
1．A
【分析】根据题中“磁场对通电导体的作用”可知，本题考查磁场对通电导体的作用，根据磁场对通电导体的作用的概念，运用磁场对通电导体作用力大小的影响因素进行解答．
【详解】A、将N、S极对调后，磁力的方向发生变化但磁力的大小不变，导体受力仍平衡，故对调磁极不能使导体棒运动，符合题意；
B、换用磁性强一些的蹄形磁体后，磁力变大，当磁力大于摩擦力时，导体棒即会产生运动，不符合题意；
C、换用能提供较大电流的直流电源，导体棒中电流变大，故磁力变强，磁力大于摩擦力时，导体棒即会产生运动，不符合题意；
D、使用轻质金属棒，金属棒对导轨的压力变小，故摩擦力减小，摩擦力小于磁力时，导体棒即会运动，不符合题意．
故选A．
2．B
【分析】通电导线在磁场中的受力方向与电流方向及磁场方向有关．
【详解】当电流方向和磁场方向有一个改变时，通电导线的受力方向将会发生改变，所以A、C说法正确，不符合题意；但电流方向和磁场方向同时改变时，通电导线的受力方向将不发生变化，所以B说法错误，符合题意，D说法正确，不符合题意．
故选B．
3．B
【详解】A.，电磁继电器的磁性强弱是可以调节的，所以不能使用永磁体，故A错误；
B. 电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动制成的，故B正确；
C. 奥斯特实验发现了电流的磁效应，故C错误；
D. 扬声器是利用线圈在磁场中受到力的作用工作的，故D错误．
4．D
【详解】A．据图可知，甲、乙两个电阻串联，即电流相同，通电时间相同，其乙的电阻大于甲的电阻，由可知，在乙电阻上产生的热量多，故A错误；
B．如图乙，将变阻器滑片P向右移动，变阻器的电阻变大，电流变小，磁性变弱，故B错误；
C．图是奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，小磁针受到磁场的作用发生偏转，将小磁场移走，磁场仍然存在，不因小磁针的消失而消失，故C错误；
D．通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向有关，改变电流方向并对调磁体的N、S极，导体棒摆动方向不变，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】由题知，智能手机进行无线充电时，带有金属线圈的智能手机靠近磁场能产生电流，所以其工作原理是电磁感应现象。
A．电磁起重机是利用电流的磁效应来工作的，故A不符合题意；
BC．扬声器和电流表是利用磁场对电流的作用（即通电线圈在磁场中受力而运动）来工作的，故BC不符合题意；
D．动圈式话筒是利用电磁感应现象来工作的，故D符合题意。
故选D。
6．B
【详解】当通电导线在磁场中与磁感线平行时，是不受磁场力的，只有夹角不平行时才能产生力。故ACD错误，B正确。
故选B。
7．B
【详解】A．图①说明通电导体在磁场中受力，这是电动机的原理，发电机是利用电磁感应原理制成的，故A对应关系错误；
B．图②通过改变连入电路的电阻丝的长度改变连入电路的电阻，进而改变电路中的电流，这也是滑动变阻器的变阻原理，故B对应关系正确；
C．图③说明同种电荷相互排斥，而磁悬浮列车是依据磁极间的相互作用来实现悬浮和运行的，故C对应关系错误；
D．图④说明同名磁极相互排斥，而验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，故D对应关系错误。
故选B。
8．D
【分析】（1）根据磁极间相互作用规律解答；
（2）利用电荷间的作用规律分析解答；
（3）电磁铁的磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关；
（4）该装置中有电源提供电能，通电的导体棒在磁场中受力而运动，这是研究通电导体在磁场中受力的装置，是电动机的工作原理，其能量转化为电能转化为机械能．
【详解】A、磁极间的相互作用规律是，同名磁极相排斥，异名磁极相吸引，故A正确；
B、电荷间的相互作用规律为：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故B正确；
C、从图可知，铁芯相同、电流相同，只有线圈的匝数不同，图中线圈匝数多，吸引的小铁钉多，可以说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，故C正确；
D、该装置是研究通电导体在磁场中受力的装置，根据此原理制成电动机，在实验过程中消耗电能转化为机械能，故D错误．
故选D．
9．ACD
【详解】甲图是通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机原理；扬声器、电流表、电压表都是以甲图为原理．
10．AD
【详解】A．磁场看不见摸不着，但可以利用磁场对小磁针的作用感知它的存在，故A正确；
B．磁感线是不存在的，是为了研究方便假想的一些有方向的曲线，故B错误；
C．磁场对放入其中的通电导体有力的作用，导体不通电不会产生力的作用，故C错误；
D．磁体的周围存在磁场，磁体间的吸引或排斥作用是通过磁场实现的，故D正确。
故选AD。
11． 通电导体 电动机 右
【详解】[1][2]闭合开关，轻质铜棒ab中有电流通过，在磁场中受到力的作用而水平向左运动，说明磁场对通电导体有力的作用；利用该原理可制成电动机。
[3]电子定向移动会形成电流，电流的方向是内向外，与导体ab的电流方向相反，故电子会向右运动。
12． 电动 正
【详解】试题分析：图1是是通电导体在磁场中受力而运动的电路图，据这一原理人们制成的电动机；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，a被玻璃棒推开，说明a带的电荷与玻璃棒相同，所以a带正电荷．
考点：直流电动机的原理；电荷间的相互作用
13． 左右往复 通电导体
【详解】[1][2]当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，因为音圈电流方向改变，音圈在磁场中受力的方向改变，音圈带动音膜左右往复运动；音圈之所以运动，是由于磁场对通电导体有力的作用。
14． 电动机 交流
【详解】[1]电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，当扬声器线圈中有电流通过时，线圈受到磁铁力的作用而运动，这与电动机的工作原理相同。
[2]扬声器主要由线圈、永磁体、锥形纸盆组成，由于通过线圈的电流是“交流”电，线圈受到大小、方向都变化的磁场力，而不断来回运动；带动纸盆也来回振动，使扬声器发声。
15． 不变 导线ab中的电流方向与磁场方向平行，导线ab不受力
【详解】用弹簧悬挂着一根水平放置的导线ab，当电路中开关S开合时，弹簧的长度不变，因为两螺线管靠近的两个磁极是异名磁极，导线ab中的电流方向与磁场方向平行，导线ab不受力．
16．不变
【详解】弹簧悬挂着一根水平放置的导线ab，由于ab受重力作用将弹簧拉长，当电路中开关S闭合时，左右电磁铁的线圈匝数和电流方向一致，因此ab之间为异名磁极，导线ab中电流方向与磁感线平行，因此在水平方向不受力，竖直方向上受力不变，故弹簧的长度不变．
17．
【详解】由图可知，电流的方向从a到b，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并使四指指向电流方向，大拇指指向导体运动方向，则磁感线从掌心进入，下端为N极，上端为S极，如图所示
18． 通电导线在磁场中受力运动 D 改变 导体 温度计放的位置不正确，温度计玻璃泡没有与被测物体接触 晶体 小于 变大
【详解】（1）[1]在实验中，圆柱形物体提供了磁场，同时还是电路的一部分，因此，它具有导电性和磁性，故铜线框之所以能够转动，是由于铜线框中的电流在磁场中受力，故原理是：通电导线在磁场中受力运动。
（2）[2]A．该选项是奥斯特实验，说明通电导线周围有磁场，故A错误；
B．该选项中没有电源，所以是利用电磁感应现象的原理工作的，即其目的是为了产生感应电流，故B错误；
C．该选项中没有电源，所以是利用电磁感应现象的原理工作的，即其目的是为了产生感应电流，故C错误；
D．该实验装置是研究电动机原理的使用，即说明通电导线在磁场中受力运动，故D正确。
故选D。
（3）[3]通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流的方向有关，改变装置中磁铁的磁极位置，相当于改变了磁场方向，所以线圈转动的方向会发生改变。
（4）[4]在实验中，根据实验现象可知，钕铁硼磁铁需要导电，要成为电路的一部分，因此，该磁铁所镀的膜是导体。
（5）[5]图中温度计操作的错误是：温度计放的位置不正确，温度计玻璃泡没有与被测物体接触。
[6]根据如图乙物体温度随时间变化的图象可知，10～28min不断吸收热量，但温度保持不变，所以该物体是晶体。
[7]物体在熔化过程中，不断吸收热量，内能变大，所以物体在第15min时的内能小于第25min时的内能。
[8]0~10min和28~38min加热时间相同，物质固态和液态吸收的热量相同，状态变化，而质量不变，由图乙可知固态升高的温度（30℃）大于液态升高的温度（20℃），根据
可知固态时物质的比热小，液态时物质的比热大，即物体熔化后其比热容变大。
19． 铝 力 磁场 没有改变铝棒中电流方向 导线摆动的角度 错误 铜棒的质量和原先的金属棒不同
【详解】（1）[1]因为磁铁可以吸引铁钴镍，因此在做实验前，为了防止铁棒被磁体吸引着而影响实验，因此应选择铝棒。
（2）[2]在（1）中提供的金属棒中，选择合适金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，运动状态改变了，说明通电导体在磁场中受到力的作用。
[3]在探究导线在磁场中受力方向与电流方向，小明先仅对调磁极位置，再闭合开关，受力方向改变，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关。
[4]小明保持图甲中的磁极位置不动，将金属棒ab两端对调后接入电路，发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示，此时没有改变铝棒中电流方向，所以小明的做法错误。
（3）[5]实验过程中，小明应根据导线摆动角度来推断通电导线在磁场中的受力大小。
[6][7]闭合开关，小明发现铜棒稳定时的位置都如图丁所示，与丙图实验现象相比，由于导体棒变为了铜棒，质量变大，重力变大，摆动角度相同，但受到的力不同，因此小明的这种说法是错误。
20． 电动机 费力 分子之间存在相互作用的引力 流入 不变
【详解】（1）[1]扬声器工作时把电信号转换成声信号，电能转化成机械能，其原理是通电导体在磁场中受力运动，与电动机的工作原理相同。
（2）[2]人的前臂在举起杠铃时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（3）[3]分子间同时存在相互作用的引力和斥力，两个铅块磨光后，压在一起就会粘住，这个现象证实了分子之间有引力。
（4）[4]当电流从线圈A端流入过程，根据安培定则，螺线管左端为S极，此时异名磁极相互吸引，活塞左移，S1关闭，S2打开，血液从S2流入泵室。
[5]图中的活塞移动变化频率与交流电的频率有关，交流电电流方向改变的频率影响跳动次数，与电流大小无关，若线圈中的电流大小增大，则心脏泵每分钟“跳动”的次数不变。
