16.3磁场对电流的作用电动机（备作业）

课时16.3磁场对电流的作用电动机（备作业）（解析版）如图所示为家用吸尘器，其核心部件是一个能高速转动的电动机。下列关于吸尘器涉及的物理知识不正确的是（）A．电动机的原理是磁场对电流有力的作用 B．电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是减弱噪声 C．吸尘器工作时，将电能全部转化为机械能 D．“吸尘”的原理是流体压强与流速的关系【答案】C【解答】解：A、电动机的原理是磁场对电流有力的作用，故A正确；B、电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是用海绵吸音在传播过程中减弱噪声，故B正确；C、吸尘器工作时，将电能转化为机械能和内能，故C错误；D、“吸尘”的原理是通过改变吸尘器里面气体的流速，减小吸尘器内部的气体压强，通过大气压强把灰尘压入吸尘器，故D正确。奋斗六月，青春不悔，学子们正用青春与汗水谱写着中考美好的华章。如图是文昊同学正在本次考场上奋笔疾书的情景，其课桌上一台无线微型电风扇送出丝丝凉风，微风拂面助其逢考必胜，下列有关该微型电风扇的说法正确的是（）A．电风扇工作的原理是电磁感应B．电风扇工作过程中将机械能转化为电能 C．无线微型电风扇充电过程中，将电能转化为化学能 D．微风拂面是通过降低温度的方式加快面部汗液的蒸发【答案】C【解答】解：A.电风扇使用的是电动机，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故A错误；B.电风扇工作过程中将电能转化为机械能，故B错误；C.无线微型电风扇充电过程中，将电能转化为化学能，故C正确；D.微风拂面是通过加快液体表面上方的空气流动速度的方式来加快汗液的蒸发，故D错误。2021年5月20日，第五届世界智能大会在天津梅江会展中心隆重开幕，长安智能化汽车UNI﹣K（如图）充分展现了“中国智造”科技风采。UNI﹣K不仅可以实现自动刷脸识别车主身份、车内拍抖音、全速自适应巡航等众多功能，其酷炫的转向灯也尽显奢华。关于UNI﹣K，下列判断正确的是（）A．车内的集成电路由超导材料制成 B．左右转向灯之间是并联连接的 C．拍抖音时，景物通过摄像头成虚像 D．汽车的电动机利用了电磁感应原理【答案】B【解答】解：A、导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体，车内的集成电路由半导体材料制成，故A错误；B、左右转向灯，在一个损坏后另一个仍然可以工作，互不影响，所以是并联的，故B正确；C、拍抖音时，景物通过摄像头成像，摄像头是一个凸透镜，成倒立、缩小的实像，故C错误；D、电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用而运动的原理工作的，故D错误。如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（）A．换用更细的铜棒 B．将磁体的N、S极对调 C．向左移动滑动变阻器的滑片 D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调【答案】B【解答】解：A、换用更细的铜棒，使电阻变大电流变小，但不能改变受力的方向，故A错误；B、将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，故B正确；C、向左移动滑动变阻器的滑片，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，故C错误；D、将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的受力方向不变，铜棒仍然向右运动，故D错误；如图所示的实验，它的原理在日常生活和军事领域中有广泛的应用，下列说法正确的是（）A．该实验说明了发电机原理，这个过程将机械能转化为电能 B．该实验说明了电动机原理，这个过程将机械能转化为电能 C．利用该原理制成电磁炮，通电导体即是炮弹，这个过程将电能转化为机械能 D．利用该原理可制成动圈式话筒，将声音的能量转化为电能【答案】C【解答】解：（1）图中有电源，是电动机的原理图，电动机是通电线圈在磁场中受力而发生转动，工作时将电能转化为机械能，故AB错误；（2）电动机是通电线圈在磁场中受力而发生转动，电磁炮就是根据此原理制成的，在电磁炮中通电导体就是炮弹，在电磁炮的工作过程将电能转化为机械能，故C正确；（3）动圈式话筒是根据电磁感应现象制成的，工作时将声音的能量转化为电能，故D错误。两根通电导体A和B，A通了电会产生磁场，那A产生的磁场对旁边的B是不是会有力的作用呢？通过如图的实验，发现导体A和B如虚线所示发生形变，导体B对A的作用力为Fa，A对B的作用力为Fb。下列说法正确的是（）A．Fa向右，Fb向左 B．Fa和Fb是一对平衡力 C．只把导体A所接的电源正负极对调，则Fb向左 D．只把导体B所接的电源正负极对调，则Fb向右【答案】C【解答】解：A、由图可知，A、B之间相互排斥，则导体B对A的作用力Fa的方向是向左的，A对B的作用力Fb的方向是向右的，故A错误；B、Fa和Fb是两个物体之间的相互作用，是一对相互作用力，故B错误；C、只把导体A所接的电源正负极对调，磁场的方向会发生变化，由图可知，A和B相互吸引，则Fb是向左的，故C正确；D、只把导体B所接的电源正负极对调，磁场的方向会发生变化，则A和B之间是相互吸引的，则Fb是向左的，故D错误；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a至b通过导线ab时，导线ab向左运动，下列说法正确的是（）A．只改变电流方向时，导线ab向右运动，机械能转化为电能 B．只改变磁场方向时，导线ab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ab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ab向右运动，机械能转化为电能【答案】C【解答】解：A、磁场方向不变，只改变电流方向时，导线ab的运动方向改变，则导线ab向右运动，电能转化为机械能，故A错误。B、电流方向不变，只改变磁场方向时，导线ab的运动方向改变，则导线ab向右运动，电能转化为机械能，故B错误。CD、电流方向和磁场方向同时改变时，导线ab的运动方向不变，即导线ab向左运动，电能转化为机械能，故C正确，D错误。如图甲，磁场对导体的力F竖直向上，用Fab、Fcd、Fa′b′、Fc′d′分别表示图乙、丙中闭合开关时磁场对导体ab、cd、a′b′、c′d′的力，则（）A．Fab竖直向下，Fcd竖直向下 B．Fab竖直向上，Fcd竖直向下 C．Fa′b′竖直向上，Fc′d′竖直向下 D．Fa′b′竖直向下，Fc′d′竖直向上【答案】C【解答】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，ab中的电流方向垂直于纸面向外（即从b到a），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ab受到磁场力Fab的方向是竖直向下的；由于cd中的电流方向与ab中的电流方向相反，磁场方向相同，则cd的受力方向与ab的受力方向相反，即磁场力Fcd的方向是竖直向上的，故AB错误；图丙中，电源正负极与图甲相反，闭合开关后，a′b′中的电流方向垂直于纸面向外（即从b'到a'），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a′b′与图甲中导体受到磁场力的方向相同，即Fa′b′的方向是竖直向上的；由于c′d′中的电流方向与a′b′中的电流方向相反，磁场方向相同，则c′d′的受力方向与a′b′的受力方向相反，即磁场力Fc′d′的方向是竖直向下的，故C正确，D错误。在研究通电导线在磁场中受到力的作用时，用U形电磁铁替代磁体完成实验，如图所示，闭合开关，导线受到水平向右的力。下列说法正确的是（）A．若只对调电磁铁的电源两极，导线在磁场中受力方向不变 B．若只对调铅蓄电池的电源两极，导线在磁场中受力方向不变 C．电磁铁外部磁感线的方向是从B端出发回到A端 D．将一枚小磁针放在电磁铁B端旁，静止时，它的N极指向电磁铁B端【答案】C【解答】解：AB、若只对调电磁铁的电源两极或只对调铅蓄电池的电源两极，导体受力的方向会发生改变，故AB错误；C、根据安培定则可知，电磁铁的上端为S极，下端为N极，磁感线在磁体的外部是从N极出来回到S极的，则电磁铁外部磁感线的方向是从B端出发回到A端，故C正确；D、将一枚小磁针放在电磁铁B端旁，根据异名磁极相互吸引可知，静止时，它的N极指向电磁铁A端，故D错误。如图所示，在磁场中，一通电导线AB被弹簧悬挂着，在水平位置上处于静止状态，当开关断开后，则（）A．弹簧的长度增大 B．弹簧的长度减小 C．弹簧的长度不变 D．弹簧受到一个扭力作用而转过一个角度【答案】C【解答】解：磁感线由N极指向S极，磁场与电流在同一水平面内，根据图示由左手定则可知，导线不受磁场力作用，在竖直方向上，弹簧的弹力与导线的重力是一对平衡力，断开开关后，在竖直方向上导线受到的重力与弹簧的拉力不变，弹簧长度不变，弹簧不会受到扭力作用而转过一个角，故ABD错误，C正确；通电直导线在磁场中受到磁场力的方向可以用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电直导线所受磁场力的方向，如图甲所示。请你判断：图乙中的线圈是（选填“顺时针”或“逆时针”）转动的。【答案】顺时针【解答】解：由图乙知，磁感线是水平向左的；线圈里左边导线电流方向是垂直向里；右边导线电流方向是垂直向外；根据左手定则，伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，四指指向电流的方向（即线圈里左边导线的电流方向垂直向里），大拇指所指的方向为磁场力的方向，所以此时线圈里左边导线所受磁场力方向为竖直向上；同理可知：线圈里右边导线所受磁场力方向为竖直向下；则线圈是顺时针转动的。如图（a）所示，一根垂直于纸面的导线P放置在一水平放置条形磁铁的正上方，若导线受到磁铁给它的作用力的方向竖直向下，则导线中电流的方向是垂直纸面（选填：“向外”或“向内”）；现将该导线稍微向右平移一段距离，如图（b）所示，则这根导线受到磁铁对它的作用力的方向为（选填：“右下方”、“右上方”、“左下方”或“左上方”）。【答案】向内；左下方【解答】解：（1）磁场在图（a）中的方向是水平向右，伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向右穿过手心，则手心朝左，大拇指竖直向下，四指指向电流方向，故导线中电流的方向是垂直纸面向内；（2）将该导线稍微向右平移一段距离，磁场的方向为该点的切线方向，由左手定则可知，这根导线受到磁铁对它的作用力的方向为左下方。将两块磁铁分别吸在干电池的正负极上，使两个磁铁的N极都向外，构成了一个可以在平面上滚动的滚轮。如图所示，将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔纸具有性，滚轮立刻开始向前滚动。滚轮能够滚动的原理是。若让滚轮向相反的方向滚动，下列操作可行的是。（可多选①仅将滚轮左右换个方向；②仅将电池正负极对调一下；③将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调）【答案】导电；磁场对电流有力的作用；①②【解答】解：将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔纸是导体，容易导电，所以通过锡箔纸有电流，干电池在磁体的磁场中受力运动，所以滚轮立刻开始向前滚动；通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向、磁场的方向有关，若让滚轮向相反的方向滚动，可以改变磁场的方向或电流的方向，即将滚轮左右换个方向或将电池正负极对调一下；若同时将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调，则受力的方向不变，故可行的是①②。实验发现，当两条平行放置的直导线a、b中通以相同方向的电流时，两根导线相互吸引，如图所示。使导线b受力的施力物体是。如果只改变导线a中的电流方向，两根导线间（选填“有”或“没有”）作用力，你判断的依据是。【答案】a；有；磁场对放入磁场的磁体有磁力的作用【解答】解：当两条平行放置的直导线a、b中通以相同方向的电流时，两根导线相互吸引，b受到了a的吸引力，所以使导线b受力的施力物体是a；a、b中有电流通过，则a、b的周围存在磁场，a、b相当于是一个磁体；如果只改变导线a中的电流方向，a的磁场的方向发生了变化，a的磁场对b仍然有力的作用。如图所示的装置可以用来研究（填“电动机”或“发电机”）的工作原理。图中闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明了通电导体在磁场中受到的作用；若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab将向运动（选填“左”或“右”）；若同时将蹄形磁铁的N、S极对调、将电源的正、负极对调，则导体棒ab将向运动（选填“左”或“右”）。【答案】电动机；力；左；右【解答】解：闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用，这是电动机的原理。若只将电源的正、负极对调，改变了电流方向，则导体棒ab的运动方向改变，所以导体棒ab将向左运动。若