4. 在图(a)中,通电线圈的 ab 边和 cd 边在磁场里受到

力
的作用,因两边中的电流方向相反,所以两个力方向相反
,且不在
(选填“在”或“不在”)同一条直线上,所以线圈就转动起来。当转到如图(b)所示的位置(线圈平面与磁感线垂直)时,这两个力在
(选填“在”或“不在”)同一直线上,而且大小相等
、方向相反,是一对平衡
力。这个位置叫作平衡位置。答案:力
相反
不在
在
相等
平衡
相反
不在
在
相等
平衡
解析:
【分析】
首先回忆通电导体在磁场中的受力规律:通电导体在磁场中会受到力的作用,受力方向与电流方向和磁场方向有关。然后分析ab和cd边:ab、cd边是通电导体,所以会受到力的作用;由于两边电流方向相反,磁场方向相同,所以受力方向相反;观察图(a),两个力的作用线不在同一直线上,所以线圈会转动;当转到图(b)的位置,线圈平面与磁感线垂直,此时两个力的作用线在同一直线上,大小相等、方向相反,符合二力平衡的条件,是一对平衡力。
【解析】
1. 根据通电导体在磁场中的受力特性,通电线圈的ab边和cd边作为通电导体,在磁场里受到力的作用。
2. 因为ab边和cd边中的电流方向相反,且所处磁场方向相同(磁场由N极指向S极),根据左手定则可知,两个力的方向相反。
3. 图(a)中,两个力的作用线不在同一条直线上,所以线圈会在这两个力的作用下转动起来。
4. 当转到图(b)所示的平衡位置(线圈平面与磁感线垂直)时,ab边和cd边受到的两个力在同一直线上,且两个力大小相等、方向相反,满足二力平衡的条件,是一对平衡力。
【答案】
力;相反;不在;在;相等;平衡
【知识点】
通电导体磁场受力、二力平衡条件、平衡位置定义
【点评】
本题考查通电线圈在磁场中的受力情况,核心是结合电流方向、磁场方向判断受力方向,同时理解平衡位置的受力特点,需要将磁场对电流的作用与二力平衡知识结合分析,是电磁学的基础考点。
【难度系数】
0.7
首先回忆通电导体在磁场中的受力规律:通电导体在磁场中会受到力的作用,受力方向与电流方向和磁场方向有关。然后分析ab和cd边:ab、cd边是通电导体,所以会受到力的作用;由于两边电流方向相反,磁场方向相同,所以受力方向相反;观察图(a),两个力的作用线不在同一直线上,所以线圈会转动;当转到图(b)的位置,线圈平面与磁感线垂直,此时两个力的作用线在同一直线上,大小相等、方向相反,符合二力平衡的条件,是一对平衡力。
【解析】
1. 根据通电导体在磁场中的受力特性,通电线圈的ab边和cd边作为通电导体,在磁场里受到力的作用。
2. 因为ab边和cd边中的电流方向相反,且所处磁场方向相同(磁场由N极指向S极),根据左手定则可知,两个力的方向相反。
3. 图(a)中,两个力的作用线不在同一条直线上,所以线圈会在这两个力的作用下转动起来。
4. 当转到图(b)所示的平衡位置(线圈平面与磁感线垂直)时,ab边和cd边受到的两个力在同一直线上,且两个力大小相等、方向相反,满足二力平衡的条件,是一对平衡力。
【答案】
力;相反;不在;在;相等;平衡
【知识点】
通电导体磁场受力、二力平衡条件、平衡位置定义
【点评】
本题考查通电线圈在磁场中的受力情况,核心是结合电流方向、磁场方向判断受力方向,同时理解平衡位置的受力特点,需要将磁场对电流的作用与二力平衡知识结合分析,是电磁学的基础考点。
【难度系数】
0.7
5. 如图所示是直流电动机模型,下列方法中能改变线圈转动方向的是 (

A.改变线圈的匝数
B.对调 N、S 极,同时对调电源的正、负极
C.改变线圈中电流的方向
D.改变线圈中电流的大小
C
)A.改变线圈的匝数
B.对调 N、S 极,同时对调电源的正、负极
C.改变线圈中电流的方向
D.改变线圈中电流的大小
答案:C
解析:
【分析】
要解决此题,需先明确直流电动机线圈转动方向的影响因素:线圈的转动方向由磁场方向和线圈中的电流方向共同决定,改变其中一个因素,线圈转动方向改变;同时改变两个因素,线圈转动方向不变。接下来逐一分析各选项:
1. 分析选项A、D:改变线圈匝数、改变线圈中电流大小,只会影响线圈转动的速度,不会改变转动方向;
2. 分析选项B:对调N、S极改变了磁场方向,同时对调电源正、负极改变了电流方向,两个影响转动方向的因素同时改变,线圈转动方向不变;
3. 分析选项C:改变线圈中电流方向,仅改变了一个影响转动方向的因素,线圈转动方向会改变。
【解析】
直流电动机线圈的转动方向由磁场方向和线圈中的电流方向共同决定:
选项A:改变线圈的匝数,只会改变线圈转动的速度,无法改变转动方向,故A错误;
选项B:对调N、S极(改变磁场方向),同时对调电源的正、负极(改变电流方向),两个影响转动方向的因素同时改变,线圈转动方向不变,故B错误;
选项C:改变线圈中电流的方向,仅改变了一个影响转动方向的因素,线圈转动方向会改变,故C正确;
选项D:改变线圈中电流的大小,只会改变线圈转动的速度,无法改变转动方向,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
电动机转向影响因素
【点评】
本题主要考查直流电动机线圈转动方向的影响因素,需区分影响转动方向和转动速度的不同因素,避免混淆。
【难度系数】
0.6
要解决此题,需先明确直流电动机线圈转动方向的影响因素:线圈的转动方向由磁场方向和线圈中的电流方向共同决定,改变其中一个因素,线圈转动方向改变;同时改变两个因素,线圈转动方向不变。接下来逐一分析各选项:
1. 分析选项A、D:改变线圈匝数、改变线圈中电流大小,只会影响线圈转动的速度,不会改变转动方向;
2. 分析选项B:对调N、S极改变了磁场方向,同时对调电源正、负极改变了电流方向,两个影响转动方向的因素同时改变,线圈转动方向不变;
3. 分析选项C:改变线圈中电流方向,仅改变了一个影响转动方向的因素,线圈转动方向会改变。
【解析】
直流电动机线圈的转动方向由磁场方向和线圈中的电流方向共同决定:
选项A:改变线圈的匝数,只会改变线圈转动的速度,无法改变转动方向,故A错误;
选项B:对调N、S极(改变磁场方向),同时对调电源的正、负极(改变电流方向),两个影响转动方向的因素同时改变,线圈转动方向不变,故B错误;
选项C:改变线圈中电流的方向,仅改变了一个影响转动方向的因素,线圈转动方向会改变,故C正确;
选项D:改变线圈中电流的大小,只会改变线圈转动的速度,无法改变转动方向,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
电动机转向影响因素
【点评】
本题主要考查直流电动机线圈转动方向的影响因素,需区分影响转动方向和转动速度的不同因素,避免混淆。
【难度系数】
0.6
6. 如图所示是小明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),下列措施中仍不能使金属棒运动起来的是 (

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
A
)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
答案:A
解析:
【分析】
首先明确磁场对通电导体的作用力大小与磁场强弱、电流大小有关,金属棒未运动(电路仪器完好),说明此时磁场对金属棒的作用力小于等于金属棒受到的摩擦力。接下来逐一分析选项:
1. 思考每个选项对作用力或摩擦力的影响:
选项A:对调N、S极,仅改变磁场对通电导体的作用力方向,作用力大小不变,若原来的力不足以克服摩擦力,改变方向后仍无法克服,金属棒仍不会运动;
选项B:换用磁性更强的磁体,会增大磁场对金属棒的作用力,当作用力大于摩擦力时,金属棒会运动;
选项C:换用大电流电源,电流增大,磁场对金属棒的作用力增大,当作用力大于摩擦力时,金属棒会运动;
选项D:减小金属棒与导轨的摩擦力,原来的作用力可能大于减小后的摩擦力,金属棒会运动。
综上,判断出不能使金属棒运动的选项。
【解析】
闭合开关后金属棒未运动(电路、仪器完好),说明磁场对金属棒的作用力小于等于其受到的摩擦力:
A选项:将蹄形磁体N、S极对调,仅改变通电导体受力方向,受力大小不变,若原受力无法克服摩擦力,改变方向后仍无法使金属棒运动;
B选项:换用磁性更强的磁体,磁场增强,磁场对通电导体的作用力增大,当作用力大于摩擦力时,金属棒会运动;
C选项:换用大电流电源,电流增大,磁场对通电导体的作用力增大,当作用力大于摩擦力时,金属棒会运动;
D选项:使用轻质金属棒减小摩擦力,原作用力可能大于减小后的摩擦力,金属棒会运动。
因此,仍不能使金属棒运动起来的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
磁场对通电导体的作用;安培力大小影响因素
【点评】
本题考查磁场对通电导体作用的应用,需明确安培力的大小影响因素,同时结合摩擦力的知识分析金属棒的运动情况,区分力的大小和方向改变的不同影响。
【难度系数】
0.6
首先明确磁场对通电导体的作用力大小与磁场强弱、电流大小有关,金属棒未运动(电路仪器完好),说明此时磁场对金属棒的作用力小于等于金属棒受到的摩擦力。接下来逐一分析选项:
1. 思考每个选项对作用力或摩擦力的影响:
选项A:对调N、S极,仅改变磁场对通电导体的作用力方向,作用力大小不变,若原来的力不足以克服摩擦力,改变方向后仍无法克服,金属棒仍不会运动;
选项B:换用磁性更强的磁体,会增大磁场对金属棒的作用力,当作用力大于摩擦力时,金属棒会运动;
选项C:换用大电流电源,电流增大,磁场对金属棒的作用力增大,当作用力大于摩擦力时,金属棒会运动;
选项D:减小金属棒与导轨的摩擦力,原来的作用力可能大于减小后的摩擦力,金属棒会运动。
综上,判断出不能使金属棒运动的选项。
【解析】
闭合开关后金属棒未运动(电路、仪器完好),说明磁场对金属棒的作用力小于等于其受到的摩擦力:
A选项:将蹄形磁体N、S极对调,仅改变通电导体受力方向,受力大小不变,若原受力无法克服摩擦力,改变方向后仍无法使金属棒运动;
B选项:换用磁性更强的磁体,磁场增强,磁场对通电导体的作用力增大,当作用力大于摩擦力时,金属棒会运动;
C选项:换用大电流电源,电流增大,磁场对通电导体的作用力增大,当作用力大于摩擦力时,金属棒会运动;
D选项:使用轻质金属棒减小摩擦力,原作用力可能大于减小后的摩擦力,金属棒会运动。
因此,仍不能使金属棒运动起来的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
磁场对通电导体的作用;安培力大小影响因素
【点评】
本题考查磁场对通电导体作用的应用,需明确安培力的大小影响因素,同时结合摩擦力的知识分析金属棒的运动情况,区分力的大小和方向改变的不同影响。
【难度系数】
0.6