例1通电导体在磁场中受力方向的判断(规律方法)【解题归纳】通电导体在磁场中受到力的作用,受力方向与两个因素有关:一个是磁场方向,另一个是电流方向.如果只改变其中一个因素,则导体受力方向改变,如果同时改变两个因素,则导体受力方向不变.借助如图20 - 75所示的实验装置,小明探究“磁场对通电直导线的作用”.闭合开关S0,原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动,要使AB水平向左运动,下列措施中可行的是() A.将导线A,B两端对调B.将滑动变阻器的滑片P向右移动C.换用磁性更强的蹄形磁体D.将蹄形磁体的N,S极对调解析将导线A,B两端对调,电流的方向不变,磁场的方向也不变,故导线AB受力方向不变,运动方向也不变,A项错误;将滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器连入电路中的阻值变大,电路中的电流变小,则导线AB所受磁场力减弱,但仍会向右运动,B项错误;同样,换用磁性更强的蹄形磁体,只能使导线AB所受磁场力增强,也不会改变导线AB的运动方向,C项错误;将蹄形磁体的N,S极对调,只改变一个影响因素(磁场方向),导线AB的运动方向改变,故D项正确.故正确答案为D.D1.如图所示的实验中,闭合开关后,导体棒ab向右运动,这说明对通电导体有力的作用;若要使ab向左运动,你的方法是.改变电流的方向或改变磁场的方向磁场答案 磁场 改变电流的方向或改变磁场的方向 例2误判电动机的转动方向误判电动机的转动方向(易错点易错点)解析电动机的转动方向与电流方向有关,电流方向改变,电动机的转动方向改变;电动机的转动方向与磁场方向有关,磁场方向改变,电动机的转动方向改变;若电流方向、磁场方向同时改变时,电动机的转动方向不变.故正确答案为C.如图20 - 76所示是直流电动机的示意图,下列说法正确的是()A.只改变电流方向,不能改变其转动方B.只改变磁场方向,不能改变其转动方向C.同时改变磁场和电流方向,不能改变其转动方向D.同时改变磁场和电流方向,可以改变其转动方向C2.在安装直流电动机模型的实验中,为了改变电动机的转动方向,可采取的措施是 ()A.改变磁场的强弱B.改变电流的大小C.只改变电流方向或只改变磁场方向D.同时改变电流方向和磁场方向C提示:电动机的转动方向与线圈中电流的方向和磁场的方向有关,因此,要改变其转动方向,应改变电流方向或磁场方向,若两者同时改变,转动方向不变.C对换向器的作用不理解(疑难点)例3关于换向器,以下说法中错误的是()A.直流电动机中的换向器是由两个彼此绝缘的半圆金属环制成的 B.当直流电动机的线圈转过平衡位置时,换向器能立即改变线圈中的电流方向 C.线圈在磁场内每转动一周,换向器就将线圈中的电流方向改变2次 D.直流电动机的换向器是将线圈中的直流电变成外电路的交流电解析换向器的作用就是换向,是换电流的方向,它是由两个彼此绝缘的半圆金属环制成的,当线圈转过平衡位置时及时改变线圈中电流的方向,从而改变线圈的受力方向,使线圈能够保证持续转动,线圈在磁场中每转动一周,线圈就两次经过平衡位置,所以改变两次电流方向.值得注意的是,直流电动机的换向器的作用是线圈在平衡位置时,改变通过线圈中的电流方向,并不能将直流电变为交流电,故D选项是错误的.故正确答案为D.D3.直流电动机中换向器的作用是()A.自动改变磁场的N极和S极B.自动改变线圈中的电流方向C.自动改变线圈中的电流方向,也能改变磁场的N极和S极D.以上说法都不对B例1实际应用题在物理实验课上,小明想观察直流电动机模型的工作情况,将其接入电路,结果电动机却不工作.在尝试调整电刷和铜半环的松紧程度后,直流电动机模型开始正常转动,其原因可能是 ()A.直流电动机的铜半环与电刷接触不良B.磁体的磁场太弱C.线圈刚好处于平衡位置D.线圈中的电流太小解析在尝试调整电刷和铜半环的松紧程度后,直流电动机模型开始正常转动,故原来电动机不转的原因在电刷和铜半环上,即可能是电刷与铜半环接触太紧,导致两者之间摩擦力过大,线圈磁场力不能驱动线圈转动,也可能是电刷与铜半环接触太松,导致电路断路,使得线圈中无电流,线圈不受磁场力作用.故正确答案为A.A例2【解题归纳】图中的电流表实际上是一种磁电式电流表,该题主要通过了解它的内部构造的原理,来感受物理知识之间的联系.实际应用题如图20 - 77所示为我们实验室所用电流表的内部结构示意图.当接入电路,有电流通过线圈时,线圈带动指针偏转.该电流表的工作原理是.图20 - 77解析注意到图中电流表内部有一永磁体,在磁极间有磁场,在磁场中有一个线圈.那么,当将电流表接入电路并有电流通过时,通电线圈就会受到磁场力的作用而转动,并带动指针偏转,显示出电流的大小. 通电线圈在磁场中受到力的作用(或磁场对电流有力的作用例3综合应用题(2015泰州中考)(1)按图20 - 78甲组装实验器材,给直导线通电,直导线向左运动,这说明对通电直导线有力的作用;只对调电源正负极接线,通电直导线会向运动,这说明通电导体的受力方向与有关. (2)如图乙是某兴趣小组制作的神奇转框,框的上部中央与电池正极相连,下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧,金属框就可以绕电池持续转动.据此,你认为构成柱形物的材料应具有较好、(填物理属性).解析解析(1)如题图甲所示,直导线吊在磁场中,当给直导线通电时,直导线向左运动,说明直导线受到向左的力,这个力是磁场施加的;当只对调电源的正负极接线时,直导线中电流的方向改变,磁场方向保持不变,直导线受力的方向也随之改变,故直导线会向右运动,这说明通电导体的受力方向与电流方向有关.(2)如题图乙所示,电池通过柱形物给金属框中提供电流,所以柱形物必须具有良好的导电性,金属框转动的原理是磁场对电流有力的作用,所以在金属框周围存在磁场,故柱形物具有较好的磁性.磁场右电流方向磁性导电性例4解析(1)在实验中,需要改变电流的大小,因此除添加一块电流表外,还需要添加滑动变阻器.(2)根据实验目的,可设计实验步骤为:断开开关,将电流表和滑动变阻器串联接入电路,调节滑动变阻器的滑片到适当的位置,闭合开关记录电流表示数,同时观察导体棒ab滑行的距离(或滚动的快慢),调节滑动变阻器的滑片位置重复实验并记录.(3)实验中,需要记录电流的强弱、导体棒滑行的距离,以及磁场对电流的作用力的大小,并进行至少三次实验,从而设计出表格.实验设计题(2015北京东城区期末)如图20 - 79所示为探究“磁场对通电导体作用”的实验装置图.所用到的实验器材有:电源(可以用干电池替换)、U形磁铁、导体棒ab、金属导轨、开关、导线,若利用该装置探究“磁场对通电导体作用力的大小与电流大小是否有关”: (1)除添加一块电流表外,还需要添加什么实验器材?(2)写出实验步骤.(3)画出实验数据记录表格.(2)断开开关,将电流表和滑动变阻器串联接入电路,调节滑动变阻器的滑片到适当的位置,闭合开关记录电流表示数,同时观察导体棒ab滑行的距离(或滚动的快慢),调节滑动变阻器的滑片位置重复实验并记录.答案(1)滑动变阻器.(3)见下表.例5解析(1)电磁炮的原理是:位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动,它与生活中电动机的原理是相同的.(2)电磁炮发射过程中,将电磁能转化为机械能.(3)隐蔽性好.电磁炮在发射时不产生火焰和烟雾,也不产生冲击波,所以作战中比较隐蔽,不易被敌人发现.比较经济.与常规武器比较,由于不用火药,因而减小了发射成本和暴露目标的危险性.阅读理解题(2015北京门头沟区二模)电磁炮电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器.与传统大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同,电磁炮是利用力来对金属炮弹进行加速,使其达到打击目标所需的动能,与传统的火药推动的大炮相比,电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程.如果说到电磁炮的基本原理其实并不神秘.不过是在弹丸中产生一个电流,在发射轨道上产生一个强磁场.由于不用火药,因而减小了发射成本和暴露目标的危险性.电磁炮不仅用于军事用途,科学家甚至设想应用这一原理发射卫星呢.(1)电磁炮是利用电流在磁场中的原理工作的,这与我们学习过的工作原理是一样的.(2)电磁炮发射过程中,将电磁能转化为能.(3)简述电磁炮发射成本低和暴露危险小的理由:.电磁炮在发射时不产生火焰和烟雾,也不产生冲击波,所以作战中比较隐蔽,不易被敌人发现;与常规武器比较,由于不用火药,因而减小了发射成本和暴露目标的危险性受力电动机机械例6 实验探究题在复习“电流的磁场”和“磁场对电流的作用”时,小刚想:既然通电导体周围存在磁场,磁场又会对通电导体产生力的作用,那么互相靠近的两个通电导体间是否会产生力的作用呢?(1)于是,他和小强商议通过实验来研究这一问题.他们找到了两根柔软的导线,相距较近地并排固定在接线板上,实验电路如图20 - 80甲所示.通过实验观察到的现象如图乙所示.该实验表明:两个通电导体之间 . (2)小强认为,如果改变其中一个通电导体的电流方向,则它们之间作用力的方向也会发生改变.小强这样想的理由是:电流产生的磁场方向是由的方向决定的,当一个通电导体中电流的方向改变时,它产生的磁场方向也会发生改变;而磁场对通电导体的作用力的方向与 的方向和的方向有关,另一个通电导体中电流的方向不变,但它所处磁场方向变化了,它受到的磁场力方向就会改变.(3)如果开始实验时,小刚和小强没有找到柔软的导线,而是用较硬的普通铝芯导线进行实验,你认为会出现怎样的情况?通过这个问题,你得到了怎样的启示?例6解析(1)两根柔软的导线通电后能够相互吸引,这说明两个通电导体之间有力的作用.(2)根据奥斯特实验可知,当电流的方向发生改变时,电流所产生的磁场的方向也发生改变;而根据磁场对通电导体作用的规律,当电流方向或磁场方向改变时,通电导体的受力运动方向也随之发生改变.(3)实验中采用柔软的导线,通电后导线之间的吸引力能够明显地通过导线的形变表现出来,若采用较硬的普通铝芯导线,就会出现铝芯导线不能相互吸引或者相互排斥的现象.通过这个实验我们可以得到的启示是,在物理实验中选择适当的器材设计实验是至关重要的.例6 实验探究题在复习“电流的磁场”和“磁场对电流的作用”时,小刚想:既然通电导体周围存在磁场,磁场又会对通电导体产生力的作用,那么互相靠近的两个通电导体间是否会产生力的作用呢?(1)于是,他和小强商议通过实验来研究这一问题.他们找到了两根柔软的导线,相距较近地并排固定在接线板上,实验电路如图20 - 80甲所示.通过实验观察到的现象如图乙所示.该实验表明:两个通电导体之间 . (2)小强认为,如果改变其中一个通电导体的电流方向,则它们之间作用力的方向也会发生改变.小强这样想的理由是:电流产生的磁场方向是由的方向决定的,当一个通电导体中电流的方向改变时,它产生的磁场方向也会发生改变;而磁场对通电导体的作用力的方向与 的方向和的方向有关,另一个通电导体中电流的方向不变,但它所处磁场方向变化了,它受到的磁场力方向就会改变.(3)如果开始实验时,小刚和小强没有找到柔软的导线,而是用较硬的普通铝芯导线进行实验,你认为会出现怎样的情况?通过这个问题,你得到了怎样的启示?可能观察不到(或电流很大才能观察到)两通电导体间的相互作用.合理选用实验器材非常重要(体现实验器材的选择对实验结果的重要性即可).产生了力的作用电流磁场(磁感线)电流