7. 图14-5-10为一个动圈式扬声器的结构示意图,某一瞬间通过其音圈的电流方向如图所示,则音圈的右端为

S
(选填“N”或“S”)极,跟永磁体相互作用,带动锥形纸盆运动;当电流方向改变时,音圈的运动方向改变
(选填“改变”或“不变”)。此装置中的能量转化情况是电能转化为机械能
。答案
7. S 改变 电能转化为机械能
解析
【分析】
要解决本题,需分三步思考:1. 判断音圈的磁极:音圈相当于螺线管,利用安培定则(右手螺旋定则),结合电流方向确定其磁极;2. 分析运动方向与电流的关系:通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关,电流改变时受力方向改变;3. 判断能量转化:扬声器工作时消耗电能,获得机械能,据此确定能量转化形式。
【解析】
1. 判断音圈右端的磁极:音圈可看作螺线管,根据安培定则,右手握住音圈,四指指向电流的环绕方向,大拇指指向螺线管的N极。结合图中电流方向,可判断音圈的左端为N极,因此右端为S极;
2. 电流方向改变时的运动方向:通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关,当电流方向改变时,受力方向改变,所以音圈的运动方向改变;
3. 能量转化:动圈式扬声器工作时,将电能转化为机械能,带动锥形纸盆振动发声。
【答案】
S;改变;电能转化为机械能
【知识点】
安培定则、通电导体受力、能量转化
【点评】
本题考查动圈式扬声器的工作原理,涉及安培定则、通电导体受力的影响因素及能量转化,属于基础知识点的应用,掌握相关原理即可解答。
【难度系数】
0.3
要解决本题,需分三步思考:1. 判断音圈的磁极:音圈相当于螺线管,利用安培定则(右手螺旋定则),结合电流方向确定其磁极;2. 分析运动方向与电流的关系:通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关,电流改变时受力方向改变;3. 判断能量转化:扬声器工作时消耗电能,获得机械能,据此确定能量转化形式。
【解析】
1. 判断音圈右端的磁极:音圈可看作螺线管,根据安培定则,右手握住音圈,四指指向电流的环绕方向,大拇指指向螺线管的N极。结合图中电流方向,可判断音圈的左端为N极,因此右端为S极;
2. 电流方向改变时的运动方向:通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关,当电流方向改变时,受力方向改变,所以音圈的运动方向改变;
3. 能量转化:动圈式扬声器工作时,将电能转化为机械能,带动锥形纸盆振动发声。
【答案】
S;改变;电能转化为机械能
【知识点】
安培定则、通电导体受力、能量转化
【点评】
本题考查动圈式扬声器的工作原理,涉及安培定则、通电导体受力的影响因素及能量转化,属于基础知识点的应用,掌握相关原理即可解答。
【难度系数】
0.3
8. 如图14-5-11所示,将两根竖直放置的光滑金属导轨(足够长)与电路连接,两导轨之间有一方向垂直于纸面向里的磁场区域(用“×”表示磁场方向),重为G的金属杆ab与上端固定的绝缘轻质弹簧相连,并与两导轨接触良好。闭合开关,当ab静止时弹簧无形变。若仅改变电路中的电流方向,ab再次静止时弹簧被

图14-5-11
拉伸
(选填“拉伸”或“压缩”),你推测的理由是开始弹簧无形变,说明磁场对ab的作用力方向竖直向上,当仅改变电流方向时,磁场对ab的作用力方向变为竖直向下,与重力方向相同,则弹簧被拉伸
。图14-5-11
答案
8. 拉伸 开始弹簧无形变,说明磁场对ab的作用力方向竖直向上,当仅改变电流方向时,磁场对ab的作用力方向变为竖直向下,与重力方向相同,则弹簧被拉伸
解析
【分析】
首先明确闭合开关时弹簧无形变,说明金属杆ab不受弹簧弹力,此时重力与安培力平衡,可判断安培力方向;再根据安培力方向与电流方向、磁场方向的关系,分析电流反向后安培力的方向,最后结合受力平衡判断弹簧的形变情况。
【解析】
1. 闭合开关时,弹簧无形变,说明金属杆ab受力平衡,此时重力G竖直向下,安培力F安竖直向上,且F安=G,即安培力方向向上。
2. 仅改变电流方向时,磁场方向不变,根据左手定则,安培力方向与电流方向有关,因此安培力方向变为竖直向下,大小仍为G。
3. 此时ab受到向下的总力为G + F安=2G,要保持静止,弹簧需对ab施加竖直向上的弹力,因此弹簧被拉伸。
【答案】
拉伸;开始弹簧无形变,说明磁场对ab的作用力方向竖直向上,当仅改变电流方向时,磁场对ab的作用力方向变为竖直向下,与重力方向相同,弹簧需提供向上的弹力平衡这两个向下的力,故弹簧被拉伸
【知识点】
安培力方向、受力平衡
【点评】
本题是电磁学与力学的基础综合题,核心是利用左手定则判断安培力方向,结合受力平衡分析弹簧的形变,考查对基本规律的应用能力。
【难度系数】
0.3
首先明确闭合开关时弹簧无形变,说明金属杆ab不受弹簧弹力,此时重力与安培力平衡,可判断安培力方向;再根据安培力方向与电流方向、磁场方向的关系,分析电流反向后安培力的方向,最后结合受力平衡判断弹簧的形变情况。
【解析】
1. 闭合开关时,弹簧无形变,说明金属杆ab受力平衡,此时重力G竖直向下,安培力F安竖直向上,且F安=G,即安培力方向向上。
2. 仅改变电流方向时,磁场方向不变,根据左手定则,安培力方向与电流方向有关,因此安培力方向变为竖直向下,大小仍为G。
3. 此时ab受到向下的总力为G + F安=2G,要保持静止,弹簧需对ab施加竖直向上的弹力,因此弹簧被拉伸。
【答案】
拉伸;开始弹簧无形变,说明磁场对ab的作用力方向竖直向上,当仅改变电流方向时,磁场对ab的作用力方向变为竖直向下,与重力方向相同,弹簧需提供向上的弹力平衡这两个向下的力,故弹簧被拉伸
【知识点】
安培力方向、受力平衡
【点评】
本题是电磁学与力学的基础综合题,核心是利用左手定则判断安培力方向,结合受力平衡分析弹簧的形变,考查对基本规律的应用能力。
【难度系数】
0.3
9. 图14-5-12为某电动机的原理图,EF、PQ为螺线管,abcd为电动机的线圈,OO'为转轴。闭合开关,从O点沿转轴观察,线圈顺时针转动,则(

图14-5-12
A.螺线管F端为N极,P端为N极
B.螺线管F端为S极,P端为S极
C.若仅将电源的正、负极对调,从O点沿转轴观察,线圈仍顺时针转动
D.若仅将电源的正、负极对调,从O点沿转轴观察,线圈将逆时针转动
C
)。图14-5-12
A.螺线管F端为N极,P端为N极
B.螺线管F端为S极,P端为S极
C.若仅将电源的正、负极对调,从O点沿转轴观察,线圈仍顺时针转动
D.若仅将电源的正、负极对调,从O点沿转轴观察,线圈将逆时针转动
答案
9. C
解析
【分析】
要解决此题,需先通过安培定则判断螺线管磁极,再结合电动机转动方向的影响因素分析选项:电动机线圈转动方向由电流方向和磁场方向共同决定,若两者同时改变,转动方向不变。
【解析】
1. 判断螺线管磁极:电流从电源正极流出,依次经过左螺线管EF、线圈abcd、右螺线管PQ、开关回到负极。根据安培定则:
左螺线管EF:右手握住螺线管,四指沿电流方向,大拇指指向F端,故F端为N极;
右螺线管PQ:右手握住螺线管,四指沿电流方向,大拇指指向Q端,故P端为S极。因此选项A、B错误。
2. 分析线圈转动方向:电动机线圈转动方向由电流方向和磁场方向共同决定,仅对调电源正负极时,电流方向和螺线管的磁场方向同时反向,线圈受力方向不变,转动方向不变。初始状态线圈顺时针转动,对调电源后,从O点观察线圈仍顺时针转动,故选项C正确,D错误。
【答案】
C
【知识点】
安培定则、电动机原理
【点评】
本题结合螺线管磁极判断与电动机转动方向的规律,考查电磁学基础应用,需明确转动方向的影响因素,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决此题,需先通过安培定则判断螺线管磁极,再结合电动机转动方向的影响因素分析选项:电动机线圈转动方向由电流方向和磁场方向共同决定,若两者同时改变,转动方向不变。
【解析】
1. 判断螺线管磁极:电流从电源正极流出,依次经过左螺线管EF、线圈abcd、右螺线管PQ、开关回到负极。根据安培定则:
左螺线管EF:右手握住螺线管,四指沿电流方向,大拇指指向F端,故F端为N极;
右螺线管PQ:右手握住螺线管,四指沿电流方向,大拇指指向Q端,故P端为S极。因此选项A、B错误。
2. 分析线圈转动方向:电动机线圈转动方向由电流方向和磁场方向共同决定,仅对调电源正负极时,电流方向和螺线管的磁场方向同时反向,线圈受力方向不变,转动方向不变。初始状态线圈顺时针转动,对调电源后,从O点观察线圈仍顺时针转动,故选项C正确,D错误。
【答案】
C
【知识点】
安培定则、电动机原理
【点评】
本题结合螺线管磁极判断与电动机转动方向的规律,考查电磁学基础应用,需明确转动方向的影响因素,难度适中。
【难度系数】
0.5
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