2024年中考物理（全國）難點(diǎn) 專題05 電磁學(xué)（壓軸題）教師版

專題05電磁學(xué)（壓軸題）在預(yù)測(cè)2024年中考物理“電磁學(xué)（壓軸題）”的命題趨勢(shì)時(shí)，我們需要關(guān)注當(dāng)前的課程標(biāo)準(zhǔn)、科技發(fā)展和歷年考試趨勢(shì)。電磁學(xué)作為物理學(xué)的重要分支，一直是中考的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。我們可以預(yù)見，基礎(chǔ)知識(shí)的考查依然是重點(diǎn)。包括磁現(xiàn)象、電磁繼電器、電磁鐵、電流的磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)等基本概念和原理，以及它們?cè)趯?shí)際生活中的應(yīng)用。這些基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)可能會(huì)以選擇題、填空題、計(jì)算題、實(shí)驗(yàn)題、科技閱讀題和綜合題型等形式出現(xiàn)，考查學(xué)生的基礎(chǔ)掌握情況。對(duì)電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用的考查也將是命題的重點(diǎn)。例如，可能會(huì)考查學(xué)生對(duì)電磁鐵、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等設(shè)備的理解和應(yīng)用能力。這些題目可能會(huì)以實(shí)驗(yàn)題或應(yīng)用題的形式出現(xiàn)，考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和解決問題的能力。隨著科技的發(fā)展，新的電磁學(xué)現(xiàn)象和應(yīng)用也可能會(huì)成為命題的熱點(diǎn)。例如，近年來興起的無線充電技術(shù)、電磁懸浮技術(shù)等，都可能會(huì)成為中考的考點(diǎn)。這些題目可能會(huì)以信息給予題或創(chuàng)新題的形式出現(xiàn)，考查學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。壓軸題可能會(huì)考查學(xué)生對(duì)電磁學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。這類題目可能會(huì)涉及多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，需要學(xué)生進(jìn)行綜合分析和解答。這類題目旨在考查學(xué)生的邏輯思維能力和解題技巧，需要學(xué)生具備較高的物理素養(yǎng)和解題能力。2024年中考物理“電磁學(xué)（壓軸題）”的命題趨勢(shì)可能會(huì)更加注重基礎(chǔ)知識(shí)的考查，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用能力的考查，以及關(guān)注新的科技發(fā)展和電磁學(xué)現(xiàn)象。因此，建議考生在平時(shí)的學(xué)習(xí)中要注重基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作和解決問題的能力，同時(shí)也要關(guān)注科技發(fā)展的新動(dòng)態(tài)，提高自己的綜合素質(zhì)。（限時(shí)：20分鐘）一、單選題1．小明設(shè)計(jì)了一個(gè)電梯自動(dòng)報(bào)警模擬裝置，如圖-1所示。在控制電路中，電源電壓為12V，R1為滑動(dòng)變阻器，R2為壓敏電阻，R2的阻值大小隨壓力F的變化關(guān)系如圖-2。所示。閉合開關(guān)S1和S2，當(dāng)壓敏電阻受到的壓力達(dá)到4000N時(shí)，電磁鐵線圈中的電流為0.1A，此時(shí)銜鐵被吸下，動(dòng)觸點(diǎn)K與觸點(diǎn)A斷開，同時(shí)與觸點(diǎn)B接觸，電動(dòng)機(jī)停止工作，報(bào)警鈴聲開始響起。電磁鐵線圈的電阻忽略不計(jì)。下列說法正確的是（）A．S1閉合時(shí)，電磁鐵的上端為N極B．當(dāng)電梯自動(dòng)報(bào)警鈴聲未響起時(shí)，控制電路的總功率大于18WC．當(dāng)電梯自動(dòng)報(bào)警鈴聲開始響起時(shí)，R1的功率為0.4WD．若控制電路電源電壓降低，要保證電梯最大載重不變，應(yīng)將R1的滑片P向左移【答案】D【解析】A．由圖1知，閉合開關(guān)S1，電流由電磁鐵的下端流入，上端流出，據(jù)安培定則知，電磁鐵的上端為S極，下端為N極，故A錯(cuò)誤；BC．銜鐵被吸下時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)K與觸點(diǎn)B接觸，報(bào)警鈴聲響起，此時(shí)電磁鐵線圈中的電流為0.1A，由圖1知，控制電路中，兩個(gè)電阻及電磁鐵串聯(lián)，控制電路的總功率P=UI=12V×0.1A=1.2W此時(shí)壓敏電阻所受壓力為4000N，它接入電路的阻值由圖2知，為40Ω，控制電路的總阻值R1的阻值R1=R-R2=120Ω-40Ω=80ΩR1功率警報(bào)鈴未響起，即銜鐵未被吸下，則控制電路中的電流小于0.1A，控制電路的總功率小于1.2W，故BC錯(cuò)誤；D．控制電路的電源電壓降低，要保證電梯最大載重不變，即壓敏電阻接入電路的最小阻值不變，控制電路的電流不變?nèi)詾?.1A時(shí)，銜鐵被吸下，則變阻器接入電路的阻值變小，滑片向左移動(dòng)，故D正確。故選D。二、多選題2．如圖所示是某科技展館設(shè)計(jì)的調(diào)光天窗工作原理圖，為定值電阻，R為光敏電阻。當(dāng)外界光照較強(qiáng)時(shí)，能啟動(dòng)電動(dòng)卷簾適時(shí)調(diào)整進(jìn)光量；當(dāng)外界光照較弱時(shí)，能自動(dòng)啟動(dòng)節(jié)能燈L給予補(bǔ)光。下列有關(guān)說法正確的是（）A．電動(dòng)卷簾裝置與節(jié)能燈L是串聯(lián)的B．開關(guān)S閉合時(shí)，電磁鐵的上端是S極C．光敏電阻R的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而增大D．要在環(huán)境光線更弱時(shí)才啟動(dòng)節(jié)能燈L，則應(yīng)換阻值較小的【答案】BD【解析】A．由圖可知電動(dòng)卷簾裝置與節(jié)能燈L不在同一條電流路徑，它們不是串聯(lián)的，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知開關(guān)S閉合時(shí)，電流從電磁鐵外部向左，由安培定則可知：其下端是N極，則上端是S極，故B正確；C．當(dāng)外界光照較強(qiáng)時(shí)，能啟動(dòng)電動(dòng)卷簾適時(shí)調(diào)整進(jìn)光量，說明此時(shí)控制電路中電流較大，即電路中電阻較小，說明光敏電阻R的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小，故C錯(cuò)誤；D．環(huán)境光線減弱時(shí)，啟動(dòng)節(jié)能燈L，說明此時(shí)電磁鐵的磁性弱，即控制電路中電流小，要在更弱光線下才啟動(dòng)節(jié)能燈，此時(shí)電磁鐵中電流應(yīng)稍大一點(diǎn)，所以應(yīng)換阻值較小的，故D正確。故選BD。3．如圖所示的電路中，磁敏電阻R的阻值隨磁場(chǎng)的增強(qiáng)而明顯減小，將螺線管一端靠近磁敏電阻R，閉合開關(guān)S1、S2，下列說法不正確的是（

）A．螺線管左端為S極，右端為N極B．當(dāng)R1的滑片向右端滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)減小C．當(dāng)R1的滑片向左端滑動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)增大D．在螺線管中插入鐵芯，電流表示數(shù)減小【答案】ACD【解析】A．電流從螺線管右端流入，左端流出，由安培定則得，螺線管左端為N極，右端為S極，故A錯(cuò)誤，符合題意；B．變阻器與螺線管串聯(lián)，當(dāng)R1的滑片向右端滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中電阻變大，電路中電阻變大，螺線管所在電路中電流變小，螺線管的磁性減弱，此時(shí)磁敏電阻R阻值變大；磁敏電阻R所在電路中：磁敏電阻R與定值電阻R1串聯(lián)，電流表測(cè)量電路中電流，電壓表測(cè)量磁敏電阻R電壓，此時(shí)電路中電阻變大，電流表示數(shù)減小，故B正確，不符合題意；C．當(dāng)R1的滑片向左端滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中電阻變小，螺線管電路中電阻變小，螺線管所在電路中電流變大，螺線管的磁性增強(qiáng)，此時(shí)磁敏電阻R阻值變?。淮琶綦娮鑂所在電路中電阻變小，電路中電流增大，由歐姆定律得，定值電阻R1電壓變大，由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)得，磁敏電阻R電壓變小，即電壓表示數(shù)減小，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．在螺線管中插入鐵芯，螺線管磁性增強(qiáng)，磁敏電阻R阻值減小，磁敏電阻R所在電路電阻減小，由歐姆定律得，電路中電流增大，即電流表示數(shù)增大，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選ACD。三、實(shí)驗(yàn)題4．（一）某實(shí)驗(yàn)小組探究“通電螺線管外部磁場(chǎng)的特點(diǎn)”。

（1）將螺線管安裝在一塊有機(jī)玻璃板上，連入電路中。在板面上均勻地灑滿鐵屑，閉合開關(guān)并輕敲玻璃板面，觀察到鐵屑分布情況如圖甲所示。鐵屑的分布情況與磁體周圍鐵屑的分布情況相似，鐵屑的作用是顯示；（2）把小磁針放在通電螺線管四周不同的位置，小磁針靜止時(shí)N極所指方向如圖乙所示，對(duì)調(diào)電源正負(fù)極，閉合開關(guān)，小磁針靜止時(shí)N極所指方向如圖丙所示，說明通電螺線管的極性與的方向有關(guān)；（二）另一小組成員還進(jìn)行了如下探究：

（3）如圖丁所示，將小鐵釘靠近磁鐵N極，小鐵釘被吸引獲得性。此時(shí)，小鐵釘相當(dāng)于一個(gè)，釘尖是極。如圖戊所示，給磁鐵加熱一段時(shí)間后，小鐵釘會(huì)掉落，表明磁鐵的磁性可能與有關(guān)?！敬鸢浮織l形磁鐵顯示磁場(chǎng)分布情況電流磁磁體S溫度【解析】（1）[1]由圖可知，螺線管通電后外部鐵屑的分布情況與條形磁體周圍鐵屑的分布情況相似。[2]鐵屑在磁場(chǎng)容易被磁化，故可以用鐵屑來顯示通電螺線管周圍的磁場(chǎng)分布。（2）[3]將電源正、負(fù)極對(duì)調(diào)，小發(fā)現(xiàn)小磁針的指向也改變了，說明通電螺線管極性與電流方向有關(guān)。（3）[4][5][6]如圖丁所示，將小鐵釘靠近磁鐵N極，小鐵釘被吸引獲得磁性。此時(shí)，小鐵釘相當(dāng)于一個(gè)磁體，根據(jù)異名磁極相互吸引，小鐵釘?shù)捻敿馐荢極。[7]如圖戊所示，給磁鐵加熱一段時(shí)間后，小鐵釘會(huì)掉落，說明溫度升高，磁鐵的磁性減弱了，這表明磁鐵的磁性可能與溫度有關(guān)。四、綜合題5．小明想利用物理課所學(xué)知識(shí)制作一個(gè)像如圖1所示的溫奶器，溫奶器由一個(gè)控制電路和一個(gè)工作電路組成，當(dāng)溫度達(dá)到45℃時(shí)，銜鐵被彈開停止加熱。（1）已知熱敏電阻Rx隨溫度的變化如圖2所示，控制電路的電壓為4.5V。此時(shí)控制電路的最大電流是A（電磁鐵線圈電阻不計(jì)）；（2）工作電路電壓是220V，加熱電阻R0阻值為484Ω。則溫奶器的加熱功率是多少？（3）在使用過程中根據(jù)實(shí)際情況，需要在原電路基礎(chǔ)上再添加一個(gè)50W的保溫功能。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)電路圖，畫在圖4的虛線框內(nèi)，并計(jì)算出所加電阻R的阻值；（4）要使200mL奶的溫度由20℃加熱至40℃，至少需要多長時(shí)間。[ρ奶=1.02g/cm3，c奶=2.5×103J/(kg·℃)]【答案】0.45100W見解析484Ω102s【解析】解：（1）已知控制電路的電壓為4.5V，根據(jù)圖像2可知溫度達(dá)到時(shí)停止加熱，此時(shí)電阻為，根據(jù)歐姆定律可知，控制電路的最大電流（2）工作電路電壓是220V，加熱電阻R0阻值為484Ω，溫奶器的加熱功率（3）由于保溫時(shí)功率變小，則必須串聯(lián)一個(gè)電阻減小加熱電阻的電流，由公式可知保溫時(shí)電路的總電阻為因串聯(lián)電路中的總電阻等于各分電阻之和，則添加電阻R的大小為串聯(lián)的電阻必須接在上方的觸點(diǎn)上，電路圖如下圖所示（4）200mL牛奶的質(zhì)量溫度由加熱至所吸收的熱量消耗的電能等于牛奶吸收的熱量，由公式變形可得，加熱時(shí)間至少為答：（1）此時(shí)控制電路的最大電流是0.45A；（2）溫奶器的加熱功率是100W；（3）電路圖見解答，所加電阻R的阻值484Ω；（4）要使200mL奶的溫度由20℃加熱至40℃，至少需要102s時(shí)間。6．某科技小組設(shè)計(jì)的電熱水器具有加熱和保溫功能，其工作原理如圖1所示。R為熱敏電阻，其阻值R隨溫度變化的規(guī)律圖像如圖2所示，電源電壓U1為6V，保護(hù)電阻R0的阻值為300Ω，熱敏電阻R和工作電路中的三只加熱電阻絲R1、R2、R3均置于儲(chǔ)水箱中，R1=44Ω，U2=220V，加熱和保溫時(shí)的功率分別為2200W和110W。（1）電磁鐵上端為極；（2）當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I≤8mA時(shí)，繼電器上方觸點(diǎn)c接觸，保溫電路接通，熱水器剛開始保溫時(shí)水的溫度是多大？（電磁鐵線圈電阻不計(jì)）（3）電阻絲R3的阻值是多大？（4）不計(jì)熱量損失，該熱水器在加熱狀態(tài)下將44kg、25℃的水加熱到50℃需要多少時(shí)間？[]【答案】S70℃396Ω2100s【解析】（1）[1]由圖1知，電流從電磁鐵的下方流入，上方流出，根據(jù)安培定則可知電磁鐵下端為N極，上端為S極。（2）[2]當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I≤8mA時(shí)，繼電器上方觸點(diǎn)c接觸，保溫電路接通，則電磁鐵線圈中的電流為8mA時(shí)，熱水器剛開始加熱，根據(jù)可得，控制電路的總電阻熱敏電阻的阻值為R=R總-R0=750Ω-300Ω=450Ω由圖2可知，此時(shí)水溫為70℃。（3）[3]由題意和電路圖知：銜鐵被吸下時(shí)，R1、R2并聯(lián)，電熱水器處于加熱狀態(tài)，則有即解得：R2=44Ω；根據(jù)題意可知，電磁繼電器上方觸點(diǎn)和觸點(diǎn)c接通時(shí)，電熱水器處于保溫狀態(tài)，則由電路圖知，此時(shí)R2、R3串聯(lián)，根據(jù)可得保溫時(shí)工作電路的總電阻為根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)可得R3=R′-R2=440Ω-44Ω=396Ω（4）[4]水吸收的熱量不計(jì)熱量損失，則加熱電路消耗的能量則加熱時(shí)間7．電梯為居民帶來了很大的便利，小明查閱資料后了解到出于安全考慮，電梯都設(shè)置了超載自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，其工作原理如圖甲所示，電路由工作電路和控制電路組成，在工作電路中，當(dāng)電梯沒有超載時(shí)，觸點(diǎn)K與觸點(diǎn)A接觸，閉合開關(guān)S，電動(dòng)機(jī)正常工作，在控制電路中，已知電源電壓，保護(hù)電阻，壓敏電阻的值隨壓力F大小變化的圖像如圖乙所示，電梯底架自重和電磁鐵線圈的阻值均忽略不計(jì)。請(qǐng)回答下列問題。（g取）（1）在控制電路中，當(dāng)壓敏電阻受到的壓力F增大時(shí)，電磁鐵的磁性（選填“增強(qiáng)”“減弱”或“不變”）。當(dāng)電梯超載時(shí)，閉合開關(guān)S，電動(dòng)機(jī)（選填“工作”或“不工作”）；（2）若有10人乘坐電梯，每人的平均體重為60kg，求在電梯勻速上升過程中壓敏電阻兩端電壓為多少？()控制電路的電功率為多少？()（3）若電磁鐵線圈中的電流達(dá)到時(shí)，銜鐵剛好被吸住，電鈴發(fā)出警報(bào)聲，提示電梯超載，則當(dāng)該電梯廂內(nèi)站立總質(zhì)量為的乘客時(shí)，試通過計(jì)算說明電梯是否超載？()【答案】增強(qiáng)不工作5V0.06W見解析【解析】（1）[1][2]由圖乙可知，在控制電路中，當(dāng)壓敏電阻R2受到的壓力增大時(shí)，其阻值減小，由圖甲可知，電路中總電阻減小，電源電壓不變，電路中電流變大，電磁鐵磁性增強(qiáng)；當(dāng)電梯超載時(shí)，閉合開關(guān)S，壓敏電阻受到的壓力大，電磁鐵的磁性強(qiáng)，將銜鐵吸下，K與A分開，與B接觸，電動(dòng)機(jī)不工作，電鈴響。（2）[3][4]若有10人乘坐電梯，每人的平均體重為60kg，勻速上升，電梯底架自重忽略不計(jì)，電梯受到的壓力等于乘客的總重力，即由圖乙可知，此時(shí)壓敏電阻阻值因控制電路為串聯(lián)電路，電磁鐵線圈的阻值忽略不計(jì)，所以電路中的電流為壓敏電阻兩端的電壓控制電路的電功率（3）[5]電梯廂內(nèi)站立總質(zhì)量為1000kg的乘客時(shí)，電梯受到的壓力等于乘客的總重力，即由圖乙可知，此時(shí)壓敏電阻的阻值控制電路中的電流因?yàn)樗糟曡F被吸下，電鈴發(fā)出警報(bào)聲，此時(shí)電梯超載。8．閱讀短文，回答問題。無鏈條電動(dòng)自行車，被稱為“沒有鏈條的混合動(dòng)力電動(dòng)自行車”。它相比傳統(tǒng)自行車具有很多優(yōu)點(diǎn)如：省力、耐用、安靜、靈便、結(jié)構(gòu)簡單等，因此，無鏈條電動(dòng)自行車是城市中一種理想的交通工具。如圖甲所示為一種在售的無鏈條電動(dòng)自行車。它結(jié)合了電池動(dòng)力和人體動(dòng)力，此車既可以通過給鋰電池充電獲得能量；也可以通過騎行者踩腳踏板獲得能量。騎行者踩腳踏板的動(dòng)能，可轉(zhuǎn)化為電能，存儲(chǔ)在自行車框架中的鋰電池內(nèi)，之后通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，以此驅(qū)動(dòng)自行車前進(jìn)，使騎行者騎得更省力，同時(shí)也能減少對(duì)環(huán)境的污染，為保持電池的使用壽命，行駛過程中電池的放電量不能超過總量的80%。為了保證電動(dòng)車的續(xù)航能力，該車采用了能量密度（能量密度為存儲(chǔ)能量與電池質(zhì)量的比值）為0.16kW?h/kg的鋰電池供電。整車整車質(zhì)量40kg最大車速24km/h最大噪聲<30dB鋰電池電壓48V質(zhì)量3kg電動(dòng)機(jī)額定功率180W（1）電動(dòng)車行駛時(shí)極為安靜，是在（選填“聲源處”或“傳播途中”）減弱噪聲，與汽車相比，除減弱噪聲外，電動(dòng)自行車還有等優(yōu)點(diǎn)；（2）直流電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)自行車的核心部件，圖乙實(shí)驗(yàn)圖中與其工作原理一致的是；（3）給鋰電池充電時(shí)，鋰電池屬于電路中的（選填“電源”或“用電器”），電動(dòng)車所用鋰電池最多所儲(chǔ)存的電能為；（4）騎行時(shí)，僅靠鋰電池驅(qū)動(dòng)，在平直路面上，以最大車速可勻速行駛1.5h，此時(shí)自行車所受的阻力為32N，則自行車的效率為%，騎行時(shí)，如同時(shí)利用踩腳踏板混合動(dòng)力提供能量，可使車連續(xù)勻速行駛2h，則混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)人所提供的能量與僅以電力驅(qū)動(dòng)時(shí)鋰電池提供的能量之比為；（5）如圖丙所示為充電器過熱保護(hù)的模擬控制裝置，電源電壓恒定，R1為定值電阻，L為阻值不計(jì)的線圈，R2是熱敏電阻，其電流與電壓的關(guān)系如圖丁所示。閉合開關(guān)S、S1時(shí)，電路中的電流為40mA；閉合開關(guān)S、斷開S1，R2的功率為0.08W，則控制電路的電源電壓為V，R1=Ω?！敬鸢浮柯曉刺幬廴拘用電器0.4883.31∶38200【解析】（1）[1][2]電動(dòng)自行車行駛時(shí)本身發(fā)出的聲音極為安靜，故是在聲源處減弱噪聲的；與汽車相比，除減弱噪聲外，電動(dòng)自行車還有污染小的特點(diǎn)。（2）[3]電動(dòng)機(jī)是利用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)里受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的；A．圖中是探究通電螺線管的磁場(chǎng)，是電流的磁效應(yīng)，與電動(dòng)機(jī)的原理不同，故A不符合題意；B．圖中是奧斯特實(shí)驗(yàn)，證明了電流周圍可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，與電動(dòng)機(jī)的原理不同，故B不符合題意。C．圖中有電源，通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，是電動(dòng)機(jī)的原理，故C符合題意；D．圖中閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，與電動(dòng)機(jī)的原理不同，故D不符合題意；故選C；（3）[4]在電池充電的過程中，消耗電能，產(chǎn)生化學(xué)能，故是將電能轉(zhuǎn)化成了化學(xué)能，即此時(shí)充電的電池相當(dāng)于用電器。[5]根據(jù)能量密度的概念可知，電動(dòng)車所用鋰電池最多所儲(chǔ)存的電能（4）[6]根據(jù)可知，自行車以最大車速勻速行駛的路程為自行車勻速行駛時(shí)，牽引力與受到的阻力是一對(duì)平衡力，根據(jù)二力平衡條件可知，自行車的牽引力自行車所做的功為為保持電池的使用壽命，行駛過程中電池的放電量不能超過總量的，所以鋰電池提供的電能則電動(dòng)機(jī)的效率[7]利用踩腳踏板混合動(dòng)力行駛的路程為混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)提供的能量“混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)”時(shí)人所提供的能量“混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)”時(shí)人所提供的能量與“電力驅(qū)動(dòng)”時(shí)鋰電池提供的能量之比（5）[8][9]由圖丙可知，閉合S、時(shí)，電路中只有R連入，電路中的電流根據(jù)可得，電源電壓

①閉合S、斷開時(shí)，與串聯(lián)連入，由于的功率為，由圖像可知，兩端的電壓，通過R2的電流根據(jù)和電阻的串聯(lián)特點(diǎn)得，電源電壓

②聯(lián)立①②可解得：R1為定值電阻控制電路的電源電壓五、計(jì)算題9．科技小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的恒溫箱溫控電路，它包括控制電路和受控電路兩部分，用于獲得高于室溫、且溫度在一定范圍內(nèi)變化的“恒溫”。其中控制電路電源電壓U=36V，R為可變電阻，Rt為熱敏電阻（置于恒溫箱內(nèi)），熱敏電阻阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示，繼電器線圈電阻R0=50Ω，已知當(dāng)控制電路的電流達(dá)到0.04A時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合；當(dāng)控制電路的電流減小到0.036A時(shí)，銜鐵會(huì)被釋放。加熱器的規(guī)格是“220V1000W”，恒溫箱內(nèi)部空間大小是2m3，空氣的密度ρ空=1.30kg/m3，空氣的比熱容c空=1×103J/（kg?℃）。（1）若要使恒溫箱內(nèi)可獲得上限為100℃的“恒溫”，可變電阻R應(yīng)調(diào)節(jié)為多大？（2）加熱器產(chǎn)生的熱量有80%轉(zhuǎn)化為恒溫箱內(nèi)空氣的內(nèi)能，若使恒溫箱內(nèi)空氣溫度從25℃升高到65℃，加熱器需正常工作多長時(shí)間？

【答案】（1）450Ω；（2）130s【解析】（1）由圖甲知，控制電路中熱敏電阻、可變電阻與線圈串聯(lián)；由圖乙知t1=100℃，Rt1=400Ω，此時(shí)通過線圈電流，根據(jù)歐姆定律可得，控制電路的總電阻可變電阻R的阻值（2）由得空氣質(zhì)量空氣吸收的熱量加熱器消耗的電能由W=Pt得，加熱時(shí)間答：（1）若要使恒溫箱內(nèi)可獲得上限為100℃的“恒溫”，可變電阻R應(yīng)調(diào)節(jié)為450Ω；（2）加熱器產(chǎn)生的熱量有80%轉(zhuǎn)化為恒溫箱內(nèi)空氣的內(nèi)能，若使恒溫箱內(nèi)空氣溫度從25℃升高到65℃，加熱器需正常工作130s。10．為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，小明同學(xué)利用電磁繼電器（電磁鐵線圈電阻不計(jì)）制作了具有延時(shí)加熱、保溫、消毒等功能的恒溫調(diào)奶器，其電路圖如圖甲所示?？刂齐娐分?，電壓U1=3V，定值電阻R0=50Ω，熱敏電阻R阻值隨溫度變化的圖像如圖乙所示；工作電路中，電壓U2=220V，R1=836Ω，R2=44Ω。已知恒溫調(diào)奶器容量為2kg，水溫達(dá)到80℃時(shí)銜鐵會(huì)跳起。[水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)]（1）求銜鐵剛跳起時(shí)，通過電磁鐵線圈的電流；（2）求工作電路在保溫狀態(tài)下的電功率；（3）當(dāng)調(diào)奶器加滿溫度為25℃的水，加熱元件工作500s后銜鐵跳起，求此過程中水吸收的熱量及恒溫調(diào)奶器的加熱效率?！敬鸢浮浚?）0.02A；（2）55W；（3）4.62×105J，84%【解析】解：（1）由圖可知當(dāng)溫度為80℃時(shí)，熱敏電阻的阻值為100Ω，串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和，所以控制電路的總電阻為R控=R+R0=100Ω+50Ω=150Ω銜鐵剛彈起時(shí)，通過電磁鐵線圈的電流（2）當(dāng)銜鐵被吸下時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)b接觸，工作電路為R2的簡單電路，此時(shí)工作電路的電阻最小，由可知，此時(shí)工作電路的電功率最大，處于加熱狀態(tài)；當(dāng)銜鐵跳起時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)a接觸，R1和R2串聯(lián)接入工作電路時(shí)，此時(shí)工作電路的總阻值最大，由可知，此時(shí)工作電路的電功率最小，處于保溫狀態(tài)；保溫功率為（3）水吸收的熱量為Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80℃﹣25℃)=4.62×105J恒溫調(diào)奶器加熱狀態(tài)下的電功率500s內(nèi)消耗的電能W=P加t=1100W×500s=5.5×105J恒溫調(diào)奶器的加熱效率答：（1）銜鐵剛跳起時(shí)，通過電磁鐵線圈的電流為0.02A；（2）工作電路在保溫狀態(tài)下的電功率為55W；（3）此過程中水吸收的熱量為4.62×105J，恒溫調(diào)奶器的加熱效率為84%。11．如圖所示是某溫控裝置的簡化電路圖，工作電路由電壓為220V的電源和阻值R=88Ω的電熱絲組成；控制電路由電源、電磁鐵（線圈電阻R0=20Ω）、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器R2（取值范圍為0~80Ω）和熱敏電阻R1組成，R1阻值隨溫度變化的關(guān)系如下表所示。當(dāng)控制電路電流I≥50mA時(shí)，銜鐵被吸合而切斷工作電路；當(dāng)控制電路電流I≤40mA時(shí)，銜鐵被釋放而接通工作電路。溫度/℃90806660504640363534R1/Ω102040507080100120130150（1）工作電路正常工作時(shí)，電熱絲在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？（2）當(dāng)溫度為60℃，滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值為50Ω時(shí)，銜鐵恰好被吸合，則控制電路的電源電壓是多少？（3）若控制電路電源電壓不變，此裝置可控制的溫度最大范圍是多少？【答案】（1）3.3×104J；（2）6V；（3）35℃~80℃【解析】解：（1）由題知，工作電路由電壓為220V的電源和阻值R=88Ω的電熱絲組成，則R在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為（2）當(dāng)溫度為60℃時(shí)，由表格數(shù)據(jù)可知，熱敏電阻R1=50Ω，且此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R2=50Ω，線圈電阻R0=20Ω，則控制電路的總電阻為R總=R1+R2+R0=50Ω+50Ω+20Ω=120Ω此時(shí)銜鐵恰好被吸合，則控制電路的電流為I=50mA=0.05A則控制電路的電壓為U=IR總=0.05A×120Ω=6V（3）當(dāng)控制電路電流I=50mA時(shí)，控制電路的總電阻最大為銜鐵被吸合切斷工作電路，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為80Ω時(shí)，熱敏電阻R1的阻值最?。ù藭r(shí)溫度最高），則最小值為R1小=R最大﹣R2﹣R0=120Ω﹣80Ω﹣20Ω=20Ω由表中數(shù)據(jù)知可控制的最高溫度為80℃。當(dāng)控制電路電流為40mA時(shí)，銜鐵被釋放接通工作電路，控制電路的總電阻最小為當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的最小阻值為0時(shí)，熱敏電阻R1的阻值最大（此時(shí)溫度最低），則最大值為R1大=R最小﹣R0=150Ω﹣20Ω=130Ω由表中數(shù)據(jù)知可控制的最低溫度為35℃。所以此裝置可控制的溫度最大范圍是：35℃~80℃。答：（1）工作電路正常工作時(shí)，電熱絲在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是3.3×104J；（2）當(dāng)溫度為60℃，滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值為50Ω時(shí)，銜鐵恰好被吸合，則控制電路的電源電壓是6V；（3）若控制電路電源電壓不變，此裝置可控制的溫度最大范圍是35℃~80℃。六、科普閱讀題12．閱讀材料，回答問題。電磁繼電器與掃地機(jī)器人某智能掃地機(jī)器人（如圖甲）可通過灰塵傳感器自動(dòng)尋找灰塵清掃，通過電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)、產(chǎn)生高速氣流將灰塵等吸入集塵盒。機(jī)器人其部分工作參數(shù)：××智能掃地機(jī)器人正常充電電壓12V額定功率40W充電時(shí)的電流2.5A工作噪聲<50dB正常充電電壓下充滿電所需時(shí)間1h其內(nèi)部有一光敏電阻Rp，其阻值隨光照強(qiáng)度變化Rp－E圖象如圖乙（E表示光照強(qiáng)度，光照強(qiáng)度越強(qiáng)E值越大，其單位為cd，讀作坎德拉）。機(jī)器人接通電源工作時(shí)，當(dāng)清掃到一定程度，地面灰塵減少，使照射到光敏電阻上的光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光敏電阻Rp減小，電磁鐵吸引銜鐵，指示燈亮。圖丙為其不完善的工作電路原理圖。

（1）由乙圖像可知，光敏電阻的阻值Rp與光照強(qiáng)度E之間的關(guān)系是；（2）在機(jī)器人電路原理圖中，光敏電阻應(yīng)連在處（選填A(yù)或B），當(dāng)?shù)孛婊覊m多時(shí)，使照射到光敏電阻上的光照強(qiáng)度減小，光敏電阻Rp增大，通過電磁鐵的電流，電磁鐵釋放銜鐵，電動(dòng)機(jī)工作；（3）充滿電后電池儲(chǔ)存的電能為J，在電池內(nèi)部剩余30%的電能時(shí)，小東立刻給機(jī)器人充電，同時(shí)機(jī)器人還繼續(xù)正常工作，機(jī)器人最多能持續(xù)正常工作小時(shí)?！敬鸢浮窟@個(gè)光敏電阻的阻值與光照強(qiáng)度成反比（增大而減?。〢減小1.08×1050.9【解析】（1）[1]由圖乙知道，光敏電阻的阻值Rp隨著光照強(qiáng)度E增大而減小，但光敏電阻的阻值Rp與光照強(qiáng)度E的乘積是定值，即說明光敏電阻的阻值Rp與光照強(qiáng)度E成反比。（2）[2]根據(jù)題意知道“地面灰塵減少，使照射到光敏電阻上的光照強(qiáng)度增強(qiáng)，光敏電阻Rp減小，電磁鐵吸引銜鐵，指示燈亮。”說明光敏電阻Rp減小，電路電流增大，銜鐵下移，指示燈亮，所以，光敏電阻應(yīng)連在A處，控制電磁鐵中電流的大小。[3]當(dāng)?shù)孛婊覊m多時(shí)，使照射到光敏電阻上的光照強(qiáng)度減小，光敏電阻Rp增大，通過電磁鐵的電流減小，電磁鐵釋放銜鐵，銜鐵上移，電動(dòng)機(jī)工作。（3）[4]掃地機(jī)器人充滿電后電池儲(chǔ)存的電能[5]設(shè)機(jī)器人最多能持續(xù)正常工作的時(shí)間是t，則由W=Pt知道，故電池總?cè)萘磕軌虺掷m(xù)供應(yīng)該機(jī)器人正常工作的時(shí)間（限時(shí)25分鐘）一、單選題1．小剛設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的實(shí)驗(yàn)，A、B兩線圈通過導(dǎo)線連接構(gòu)成閉合回路，并將導(dǎo)線通過絕緣線懸掛起來，使磁體甲穿入線圈A中，手拿磁體乙靠近或遠(yuǎn)離線圈B時(shí)，線圈A會(huì)隨之?dāng)[動(dòng)。對(duì)于這一實(shí)驗(yàn)過程，下列說法正確的是（）

A．線圈A相當(dāng)于用電器，線圈B相當(dāng)于電源B．利用A線圈的擺動(dòng)原理可以制成發(fā)電機(jī)C．磁體乙靠近線圈B時(shí)，磁體乙上的電能轉(zhuǎn)移到線圈B中D．磁體乙靠近與遠(yuǎn)離線圈B時(shí)，線圈A的起始擺動(dòng)方向相同【答案】A【解析】A．將磁體乙靠近線圈B，是通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，線圈B相當(dāng)于電源；感應(yīng)電流通過線圈A，由于磁體與電流的相互作用，線圈A擺，此時(shí)A相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)，故A正確；B．線圈A擺動(dòng)，是因?yàn)榇朋w對(duì)電流產(chǎn)生了力的作用，這是電動(dòng)機(jī)的工作原理，故B錯(cuò)誤；C．此過程中，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，不是電能的轉(zhuǎn)移，故C錯(cuò)誤；D．乙靠近或者遠(yuǎn)離B時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是不同的；A中的電流方向不同，磁體對(duì)A的作用力方向也不同，故A擺動(dòng)方向是變化的，故D錯(cuò)誤。故選A。2．下列關(guān)于磁場(chǎng)、磁感線的敘述，其中正確的是（）A．在磁體周圍放入小磁針，磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)，取走小磁針，磁體周圍的磁場(chǎng)就消失了B．某一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向就是放在該點(diǎn)的小磁針北極受力方向C．磁感線是有方向的，在磁體周圍的磁感線都是從磁體的南極出來，回到北極D．磁體周圍的磁感線是一系列真實(shí)存在的閉合曲線【答案】B【解析】A．磁體周圍存在一種物體，就是磁場(chǎng)，磁場(chǎng)雖然是看不見、摸不著的，但它會(huì)對(duì)放入它中的磁體產(chǎn)生力的作用。取走小磁針，我們不能直觀地觀察到磁場(chǎng)的存在，但放入其它的磁體，磁場(chǎng)依然能對(duì)其他的磁體產(chǎn)生力的作用。磁鐵周圍的磁場(chǎng)是永遠(yuǎn)存在的。故A錯(cuò)誤；B．我們對(duì)磁場(chǎng)的方向是這樣定義的：磁場(chǎng)對(duì)放在該點(diǎn)的小磁針N極的作用力的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。小磁針在磁場(chǎng)中靜止時(shí)，北極的指向與北極的受力方向一致，就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，故B正確；C．磁感線是有方向的，在磁體的外部磁感線都是從磁體的北極出來，回到南極，內(nèi)部磁感線是從磁體的南極出來，回到北極，故C錯(cuò)誤；D．由于磁場(chǎng)是看不見、摸不著的，為了形象地描述磁場(chǎng)，而引入了磁感線的概念，它不是真實(shí)存在的，故D錯(cuò)誤。故選B。3．如圖，兩根絕緣細(xì)線吊著一根銅棒，空間存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，棒中通有向右的電流時(shí)兩線上拉力大小均為F1，若棒中電流大小不變方向相反，兩線上的拉力大小均為F2，且F2>F1，則銅棒所受磁場(chǎng)力大小為（）A．F1+F2 B．F2-F1 C．2F1+2F2 D．2F1-F2【答案】B【分析】對(duì)銅棒的受力變化情況可以得到磁場(chǎng)力的方向，然后使用左手定則反推磁場(chǎng)方向，再根據(jù)平衡列出平衡方程解出重力和安培力的大小。【解析】由題意知，導(dǎo)體棒受到的磁場(chǎng)力方向在豎直方向，因?yàn)殡娏鞣聪驎r(shí)，磁場(chǎng)力同樣反向，又因?yàn)榉聪驎r(shí)，細(xì)線的拉力增大，由此可知電流自左向右時(shí)，導(dǎo)體棒受磁場(chǎng)力方向向上，根據(jù)左手定則可知，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。設(shè)銅棒的重力為G，所受磁場(chǎng)力的大小為F，則由平衡條件得，銅棒中的電流向右時(shí)有2F1=G-F此為①式；當(dāng)電流反向時(shí)，磁場(chǎng)力變?yōu)樨Q直向下，此時(shí)同樣根據(jù)導(dǎo)體棒平衡有2F2=G+F此為②式；由①和②可得G=F1+F2，F(xiàn)=F2-F1故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。4．銅質(zhì)金屬框在光滑水平面上以一定速度向右滑動(dòng)，其右側(cè)有一足夠大的均勻磁場(chǎng)區(qū)域（磁感線方向垂直于紙面），如圖所示。關(guān)于金屬框從剛進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開磁場(chǎng)的過程中，若不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（）A．由于水平面光滑金屬框能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)B．金屬框由于被磁化而受到磁場(chǎng)對(duì)它水平向左的力C．金屬框一直在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流D．金屬框的運(yùn)動(dòng)體現(xiàn)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因【答案】D【解析】如圖甲，磁感線垂直紙面向外，當(dāng)金屬框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，符合閉合電路一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，所以導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可以判斷感應(yīng)電流方向?yàn)閍b，此時(shí)金屬框有電流，根據(jù)左手定則，金屬框受到向左的磁力作用，所以金屬框進(jìn)行向右減速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)金屬框全部進(jìn)入磁場(chǎng)中，整個(gè)金屬框在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，金屬框中沒有感應(yīng)電流，由于水平面是光滑的，所以金屬框由于慣性繼續(xù)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)金屬框滑出磁場(chǎng)時(shí)，同理受到向左的磁力，金屬框向右進(jìn)行減速運(yùn)動(dòng)。如圖乙，磁感線垂直紙面向里，當(dāng)金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，符合閉合電路一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，所以導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可以判斷感應(yīng)電流方向?yàn)閎a，此時(shí)金屬框有電流，根據(jù)左手定則，金屬框受到向左的磁力作用，所以金屬框進(jìn)行向右減速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)金屬框全部進(jìn)入磁場(chǎng)中，整個(gè)金屬框在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，金屬框中沒有感應(yīng)電流，由于水平面是光滑的，所以金屬框由于慣性繼續(xù)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)金屬框滑出磁場(chǎng)時(shí)，同理受到向左的磁力，金屬框向右進(jìn)行減速運(yùn)動(dòng)。A．由于水平面光滑金屬框向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，先減速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng)，完全進(jìn)入磁場(chǎng)后勻速直線運(yùn)動(dòng)，最后減速直線運(yùn)動(dòng)離開磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；B．銅不是磁性材料，不能被磁化的。金屬框由于在進(jìn)入和離開磁場(chǎng)時(shí)受到磁場(chǎng)對(duì)它水平向左的力，金屬框在完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)不受磁力作用，故B錯(cuò)誤；C．金屬框在進(jìn)入和離開磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，在完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)沒有感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤；D．金屬框受到磁力作用時(shí)改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，故D正確。故選D。二、多選題5．實(shí)踐活動(dòng)小組的同學(xué)，在商場(chǎng)看到了一種智能電梯，如圖甲所示。當(dāng)無乘客乘坐電梯時(shí)，電動(dòng)機(jī)功率較小，以低速運(yùn)轉(zhuǎn)，電梯以較小的速度上升；當(dāng)有乘客乘坐電梯時(shí)，電動(dòng)機(jī)功率較大，以高速度運(yùn)轉(zhuǎn)，電梯以較大的速度上升。他們利用所學(xué)過的知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)能實(shí)現(xiàn)智能電梯上述功能的模擬電路，如圖乙所示。其中M為帶動(dòng)電梯運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，R1為定值電阻，R為阻值隨所受乘客對(duì)其壓力大小發(fā)生改變的壓敏電阻，線圈可看作定值電阻，兩個(gè)電源兩端的電壓均保持不變。關(guān)于這個(gè)電路，下列說法中正確的是（）A．當(dāng)有乘客站在電梯上時(shí)，R的阻值減小B．當(dāng)有乘客站在電梯上時(shí)，銜鐵上的動(dòng)觸點(diǎn)與觸點(diǎn)1接觸C．若適當(dāng)減小R1的阻值，可減小無乘客時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率D．當(dāng)有乘客站在電梯上時(shí)，電磁鐵線圈的耗電功率變大【答案】AD【解析】ABD．當(dāng)無人站立在電梯上時(shí)，R的阻值較大，通過線圈的電流較小，線圈的功率與磁性較小，動(dòng)觸點(diǎn)與觸點(diǎn)1接觸，電梯電動(dòng)機(jī)與電阻R1串聯(lián)，電動(dòng)機(jī)所在電路電流較??；當(dāng)有人站立在電梯上時(shí)，R的阻值變小，此時(shí)電源電壓不變，通過線圈的電流變大，線圈的功率與磁性變大，線圈將銜鐵吸引下來，此時(shí)動(dòng)觸點(diǎn)與觸點(diǎn)2接觸，電梯電動(dòng)機(jī)不與R1串聯(lián)而是獨(dú)自接在電源上，通過電動(dòng)機(jī)的電流變大，電梯功率變大。故AD正確，B錯(cuò)誤。C．電梯上無人時(shí)，電阻R1與電梯的電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，若減小R1的阻值，而電源電壓不變，則電路中的電流變大，電動(dòng)機(jī)的功率會(huì)變大。故C錯(cuò)誤。故選AD。三、實(shí)驗(yàn)題6．綜合實(shí)驗(yàn)（可配圖說明）要探究“通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力大小與電流大小的關(guān)系”，請(qǐng)完成下列探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案：器材U形磁體、電流表、滑動(dòng)變阻器、直導(dǎo)線、導(dǎo)線、細(xì)線、開關(guān)、電源實(shí)驗(yàn)步驟數(shù)據(jù)記錄表格【答案】見解析【分析】要探究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力大小與電流大小的關(guān)系，需要改變電路電流，觀察通電導(dǎo)體受力情況的變化，所以需要將滑動(dòng)變阻器、電流表與通電導(dǎo)體串聯(lián)。據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案?！窘馕觥繉?shí)驗(yàn)步驟：將電源、滑動(dòng)變阻器（滑片位于最大阻值處）、直導(dǎo)線、開關(guān)和電流表用導(dǎo)線組成串聯(lián)電路，直導(dǎo)線放在蹄形磁鐵的兩磁極之間。如圖所示：①閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置，使電流表示數(shù)為0.1A，觀察并記錄直導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)情況。②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置，使電流表示數(shù)為0.2A，觀察并記錄直導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)情況。③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置，使電流表示數(shù)為0.3A，觀察并記錄直導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)情況。實(shí)驗(yàn)表格：電流受力情況①0.1A②0.2A③0.3A四、綜合題7．車輛超載是造成公路橋梁損壞的重要原因，因此限制車輛超載有著重要意義。某物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)“汽車超載記錄器”原理圖，如圖甲。圖中使用了一個(gè)水平杠桿OAB，O為支點(diǎn)，OA：AB＝1：9。R為壓敏電阻，其所受壓力與電阻的關(guān)系如圖乙所示。已知變阻器R1規(guī)格為“50Ω2A”，電磁繼電器線圈電阻忽略不計(jì)，當(dāng)通過線圈的電流達(dá)到0.1A時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸下。（1）檢測(cè)時(shí)，杠桿A點(diǎn)受到壓力與壓桿對(duì)壓敏電阻壓力之比為；（2）將圖甲連接完整。要求：未超載，綠燈亮：超載，紅燈亮，拍照，記錄違法行為，紅燈與相機(jī)需獨(dú)立工作；（3）在某路段限重20t。當(dāng)車輛剛好達(dá)20t時(shí)，壓敏電阻阻值為Ω，計(jì)算可知此時(shí)控制電路電壓U的取值范圍是；（4）若給控制電路提供了恒為5V的電壓，其他條件不變的情況下，則該報(bào)警器能設(shè)置的最低限載是t；（5）某些主干道抗壓能力較好，允許通行質(zhì)量更大車輛，需適當(dāng)調(diào)高限載，下列措施可行的是。（多選）A．適當(dāng)增大R1阻值B．減小電磁鐵線圈匝數(shù)C．適當(dāng)減小控制電路電源電壓D．B點(diǎn)左移【答案】10:1

503V～8V5ABC【解析】（1）[1]車對(duì)杠桿的壓力為，壓敏電阻對(duì)杠桿的向上的支持力為，根據(jù)杠桿平衡條件有力的作用是相互的，杠桿對(duì)電阻的壓力等于電阻對(duì)杠桿的支持力，故汽車對(duì)杠桿的壓力與杠桿對(duì)電阻的壓力之比為10：1。（2）[2]根據(jù)要求可知：未超載時(shí)，銜鐵未被吸引下來時(shí)，綠燈所在電路是連通的；當(dāng)超載時(shí)，銜鐵被吸引下來，紅燈亮，同時(shí)相機(jī)也在拍照，即此時(shí)紅燈與相機(jī)所有的電路是接通的；要求紅燈與相機(jī)獨(dú)立工作，即二者并聯(lián)。電路圖如下：

（3）[3]車對(duì)杠桿的壓力等于車的重力，則壓敏電阻受到的壓力為查乙表可得，此時(shí)壓敏電阻阻值為30Ω。[4]若變阻器連入電路阻值最大，此時(shí)電源電壓為若變阻器連入電路的阻值為0，此時(shí)電源電壓為即電源電壓可控制在3V~8V間。（4）[5]最低限載，即較小的壓力作用在壓敏電阻上，電流就會(huì)達(dá)到0.1A，此時(shí)變阻器連入電路電阻為0。若電源電壓為5V，報(bào)警時(shí)壓敏電阻阻值為查閱乙圖知，此時(shí)壓敏電阻受到的壓力為，則此時(shí)車的重力為車的質(zhì)量為（5）[6]A．提高限載，即車超載時(shí)電流不報(bào)警。車超載時(shí)，如增大變阻器的阻值，就增大了控制電路的阻值，此時(shí)電流就不會(huì)達(dá)到報(bào)警電流。故A符合題意；B．車超載時(shí)，如減小電磁鐵的線圈匝數(shù)，就減小了電磁鐵的磁性，不會(huì)將銜鐵吸引下來報(bào)警。故B符合題意；C．車超載時(shí)，如減小控制電路電源電壓，就會(huì)使電路中的電流減小，不會(huì)達(dá)到報(bào)警電流。故C符合題意；D．若將B點(diǎn)左移，減小了電阻對(duì)杠桿支持力的力臂。在車質(zhì)量相同時(shí)，會(huì)使杠桿對(duì)電阻的壓力增大，壓敏電阻的阻值減小，控制電路中的電流增大，會(huì)提前報(bào)警。故D不符合題意。故選ABC。8．為了檢測(cè)傳送帶上的物體是否超長，某小組設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置。接a，控制電路啟動(dòng)，電路中電源電壓恒為，激光發(fā)射器發(fā)出的激光不被物體遮擋時(shí)能夠照射到光控開關(guān)。線圈中無電流時(shí)，觸點(diǎn)C接通，線圈中電流時(shí)，吸下銜鐵，觸點(diǎn)D接通。工作電路中電源1電壓恒為。熱敏材料受熱彎曲后斷開電路，紅燈、綠燈（兩燈電阻都恒定）均不亮?xí)r，光控開關(guān)斷開，傳送帶停下，方便取下超長物體。光控開關(guān)被綠光照射時(shí)閉合。根據(jù)以上文字及圖表中信息，回答問題：熱敏材料信息電阻（恒定不變）質(zhì)量比熱容特性短時(shí)間內(nèi)溫度上升（或更高）時(shí)，會(huì)發(fā)生彎曲（通電時(shí)不考慮熱損失）；假設(shè)傳送帶上放上相鄰兩個(gè)物體的時(shí)間間隔內(nèi)，熱敏材料恢復(fù)形變，降至室溫。（1）綠燈正常發(fā)光時(shí)的電阻多大？()（2）將阻值調(diào)整為，紅燈亮?xí)r，至少通電多少秒，熱敏材料會(huì)發(fā)生彎曲？()這段時(shí)間內(nèi)，燈消耗電能J。（3）光控開關(guān)被激光照射時(shí)，處于（選填“閉合”或“斷開”）狀態(tài)。（4）調(diào)試時(shí)，電源2電壓恒為，斷開，撥至b處，調(diào)節(jié)直至電流表示數(shù)為。（5）根據(jù)以上信息，為設(shè)定物體長度不超過，傳送帶的速度應(yīng)調(diào)為。（6）為減小設(shè)定長度，正確方法有。A．減小

B．增大

C．減小

D．減小傳送帶速度【答案】12Ω4s12斷開0.5CD【解析】(1)[1]綠燈的電阻為(2)[2][3]熱敏材料溫度升高10攝氏時(shí)吸收的熱量為紅燈的電阻為電路中電流為通電時(shí)間為此時(shí)整個(gè)電路消耗的電能（電流做的功）為(3)[4]當(dāng)傳送帶上無物品通過，即開關(guān)S3被激光照射時(shí)，線圈中無電流，即這個(gè)開關(guān)是斷開的。(5)[5]物體的長超過2m時(shí)，傳送帶正常工作，即熱敏電阻通電時(shí)未切斷電路，要求物體通過激光發(fā)射器位置的時(shí)間不超過4s時(shí)間，則傳送帶的速度為(5)[6]A．在控制電路中的電阻箱連入電路電阻不變的情況下，減小控制電路電源電壓，則控制電路中的電流不可能大于0.02A，則工作電路中綠燈一直有電流通過，傳送帶一直不能停止。故A不符合題意；B．增大控制電路中的電阻箱連入電路電阻，則無論什么情況，控制電路中的電流均小于0.02A，則工作電路中綠燈一直有電流通過，傳送帶一直不能停止。故B不符合題意；C．設(shè)定長度減小了，紅燈所在電路工作時(shí)間減小。減小與紅燈串聯(lián)的電阻，使熱敏電阻所在電路中電阻減小，工作時(shí)電流增大，使熱敏電阻在較短的時(shí)間內(nèi)溫度升高到發(fā)生彎曲的程度。故C符合題意；D．設(shè)定長度減小了，同時(shí)減小傳送帶的運(yùn)行速度，使物體隔斷激光照射的時(shí)間不變，工作電路還按原來的設(shè)定工作。故D符合題意。故選CD。9．如圖甲所示是小明設(shè)計(jì)的“超載檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)”，檢測(cè)時(shí)，當(dāng)時(shí)，綠燈亮、紅燈滅，表示可以通行；當(dāng)時(shí)，紅燈亮、綠燈滅，表示禁止通行。其中壓敏電阻在檢測(cè)時(shí)承受車輛的全部重力，它的阻值隨所受壓力F變化的圖像如圖乙所示，為阻值為的定值電阻，A、B燈額定電壓均為，電磁繼電器線圈的阻值為，當(dāng)流過線圈的電流大于等于時(shí)，銜鐵被吸下，動(dòng)觸點(diǎn)P和靜觸點(diǎn)M斷開并和靜觸點(diǎn)N接通，控制電路的電壓為，求：（1）從圖甲分析可知，（選填“A”或“B”）燈為紅燈；（2）限制重力大小；（3）當(dāng)無車輛通行時(shí)，控制電路消耗的電功率；（4）在保證電路安全的條件下，小明想適當(dāng)增大“超載檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)”的限制重力，可以采取的措施是什么？【答案】A0.144W減小電源電壓（或增大定值電阻的阻值）【解析】（1）[1]A根據(jù)乙圖可知壓敏電阻的阻值隨壓力的增大而減小。當(dāng)沒有車輛通過時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)P與靜觸點(diǎn)M接觸，綠燈亮，B為綠燈；當(dāng)車輛壓力增大時(shí)，電路中的總電阻減小，通過電磁繼電器線圈的電流增大，電磁鐵磁性越強(qiáng)，當(dāng)車輛重力增加到時(shí)，控制電路電流達(dá)到，電磁鐵就會(huì)吸引銜鐵，接通A燈，紅燈亮，A為紅燈（2）[2]當(dāng)控制電路電流剛好達(dá)到30mA，即為0.03A時(shí)，電路中的總電阻為則此時(shí)壓敏電阻的阻值通過圖乙可知，此時(shí)壓敏電阻受到的壓力為，則（3）[3]當(dāng)無車輛通過時(shí)，受到的壓力為，由圖乙可知，此時(shí)此時(shí)電路中的總電阻控制電路消耗的電功率（4）根據(jù)圖乙可知壓敏電阻Rx的阻值隨壓力的增大而減小，則壓力增大時(shí)，壓敏電阻Rx的阻值減小，要想使控制電路中的電流不變，由歐姆定律可知，可以適當(dāng)減小電源電壓或增大定值電阻的阻值。10．如圖甲，是學(xué)校飲水間安裝的某款溫?zé)犸嬎畽C(jī)。該飲水機(jī)既能提供溫度為100℃的開水，也能提供溫度可直接飲用的溫開水，該飲水機(jī)的相關(guān)參數(shù)見表；溫?zé)犸嬎畽C(jī)型號(hào)×××貯水箱容量功率電源該飲水機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖乙所示。首次使用時(shí)，經(jīng)紫外線燈照射的20℃冷水，從冷水進(jìn)口A處流入，經(jīng)熱交換器進(jìn)入貯水箱。水箱加滿水開始加熱，將水加熱到100℃；（1）若不考慮熱損失，首次加熱多長時(shí)間可以喝到開水？（2）首次加熱后，熱水器就能正常使用了。熱水器正常使用時(shí)，通過加壓使貯水箱中的開水進(jìn)入熱交換器內(nèi)，20℃冷水則由進(jìn)口閥門進(jìn)入熱交換器，通過熱交換器熱交換后，熱水進(jìn)入貯水箱會(huì)被繼續(xù)加熱至100℃，溫水出口流出的就是40℃的溫水了、如此正常工作，就可不斷得到開水和溫水了。若某學(xué)校學(xué)生1h所需的開水和溫水的質(zhì)量之比是，且飲水機(jī)的熱效率為91%，則飲水機(jī)正常工作1h最多供應(yīng)開水多少升？（3）如圖丙所示為飲水機(jī)溫控裝置原理圖，該裝置控制水箱中電熱絲工作，其中R為熱敏電阻，為可調(diào)電阻。當(dāng)線圈的電流大于或等于某一值時(shí)，繼電器的銜鐵被吸下，圖丁為熱敏電阻R-t圖象；①應(yīng)該把貯水箱內(nèi)的電熱絲接在（選填“A、B間”或“C、D間”）；②該飲水機(jī)從海拔高的區(qū)域移動(dòng)到海拔低的區(qū)域使用，為了確保水能沸騰，可調(diào)電阻的阻值應(yīng)（選填“調(diào)大”、“不變”或“調(diào)小”）?！敬鸢浮?4.8min13A、B間調(diào)大【解析】（1）[1]水質(zhì)量為m=ρV=1.0×103kg/m3×0.024m3=24kg水吸熱為不計(jì)熱損失時(shí)，需要的加熱時(shí)間（2）[2]設(shè)開水的質(zhì)量為m′，則溫水的質(zhì)量為5m′，由熱平衡可得即解得m′=13kg，開水的體積為（3）[3]溫度升高時(shí)，熱敏電阻R的阻值減小，控制電路的電流增大，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，銜鐵被吸下，此時(shí)飲水機(jī)應(yīng)停止加熱，所以應(yīng)該把貯水箱內(nèi)的電熱絲接在A、B間。[4]該飲水機(jī)從海拔高的區(qū)域移動(dòng)到海拔低的區(qū)域使用，大氣壓增大，水沸點(diǎn)升高，需要多加熱一會(huì)，而銜鐵剛好吸下時(shí)控制電路中的電流不變，即要晚達(dá)到銜鐵吸下電流，根據(jù)歐姆定律，需要增大可變電阻。11．如圖甲為小明家新購買的足浴盆，其內(nèi)部電路可分為工作電路和控制電路兩都分（如圖乙所示），工作電路的電源電壓為220V，控制電路的電源電壓為6V，加熱功率和保溫功率分別為2100W和100W?？刂齐娐分校琑x為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化而變化。電磁鐵線圈的電阻為100Ω，當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時(shí)，控制電路中繼電器的銜鐵被吸合。使用時(shí)手動(dòng)閉合總開關(guān)S，當(dāng)足浴盆有水注入到一定量時(shí)壓控開關(guān)S1、S2就會(huì)自動(dòng)閉合，此時(shí)R1、R2會(huì)同時(shí)工作進(jìn)入加熱模式，加熱至40℃時(shí)，控制電路中的電磁鐵會(huì)將銜鐵吸合，自動(dòng)進(jìn)入保溫模式：(1)已知該足浴盆最大裝水量為5kg，它最多能裝水m3；（ρ=1.0×103kg/m3）(2)圖乙的工作電路中，處于保溫狀態(tài)時(shí)，工作的電阻是（選填“R1”“R2”或“Rx”）；壓控開關(guān)S1的作用是防止，達(dá)到保護(hù)電路的目的；(3)Rx阻值隨溫度變化的曲線可能為圖丙中的；A．甲

B．乙

C．丙

D．丁(4)R2的阻值為Ω；(5)小明在某次使用過程中，保溫時(shí)間是加熱時(shí)間的4倍，整個(gè)過程中消耗了7.5×105J的電能，則保溫時(shí)間為多大？【答案】R1盆中沒有水時(shí)電路也接通工作D24.2Ω1200s【解析】(1)[1]水的體積為(2)[2]工作電路是R1和R2并聯(lián)，所以保溫時(shí)，只有R1工作。[3]當(dāng)足浴盆有水注入到一定量時(shí)，壓控開關(guān)才會(huì)閉合，電路才會(huì)工作；所以壓控開關(guān)S1的作用是防止盆中沒有水時(shí)電路也接通工作。(3)[4]當(dāng)水溫到達(dá)40℃時(shí)，控制電路中的電磁鐵會(huì)將銜鐵吸合，自動(dòng)進(jìn)入保溫模式，所以溫度升高，Rx的阻值應(yīng)該減小；加熱到40℃時(shí)銜鐵被吸下，此時(shí)電流為20mA，控制電路的總電阻為所以此時(shí)Rx的阻值為綜上分析，Rx的阻值隨溫度變化的曲線可能為圖丙中的丁，故選D。(4)[5]由保溫功率為100W，加熱功率為2100W，可以求出R2的功率為所以R2的阻值為(5)[6]根據(jù)題意可知解之得所以保溫時(shí)間為五、計(jì)算題12．某物理學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)機(jī)械自動(dòng)拉開開關(guān)，如圖1所示。該裝置主要由滑輪組，重物C、鐵塊D、電磁鐵E以及杠桿AB和控制電路組成，重物C通過細(xì)繩與動(dòng)滑輪Q相連，重物C、鐵塊D分別通過支架固定在杠桿AB兩端，支架與杠桿垂直。杠桿的B端置于水平臺(tái)面上，杠桿可以繞支點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，自動(dòng)拉開開關(guān)被拉開前，杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，已知滑輪Q的質(zhì)量為0.2kg，OA:OB=3:1，重物C、鐵塊D的質(zhì)量分別為1.5kg和3kg，若剛好拉開開關(guān)所需的拉力T為6N，D的正上方有一電磁鐵，它對(duì)D的吸引力大小F與通過的電流I的關(guān)系（如圖2所示），電源電壓為12V，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω，不計(jì)電磁鐵電阻，不計(jì)細(xì)繩、杠桿的重力和一切摩擦，g取10N/kg。求：(1)當(dāng)控制電路上的電鍵S斷開，杠桿B端對(duì)水平臺(tái)面的壓力剛好為零時(shí)，與機(jī)械自動(dòng)拉開開關(guān)相連的細(xì)繩上的拉力是多少？(2)閉合控制電路上的電鍵S后，當(dāng)變阻器的滑片移到中點(diǎn)時(shí)，自動(dòng)拉開開關(guān)剛好被拉開，則保護(hù)電阻R0的電阻值是多少？【答案】(1)3.5N；(2)10Ω【解析】(1)杠桿AB的B端受到的力是D的重力根據(jù)杠桿平衡條件得因?yàn)樗?，根?jù)重物C靜止代入數(shù)據(jù)得。(2)自動(dòng)拉開開關(guān)剛好被拉開，說明拉力T為6N根據(jù)杠桿平衡條件因?yàn)樗?，，根?jù)重物D靜止所以，，由圖像可此時(shí)電流為0.6A。電路總電阻所以R0的電阻值為答：(1)與機(jī)械自動(dòng)拉開開關(guān)相連的細(xì)繩上的拉力是3.5N；(2)保護(hù)電阻R0的電阻值是10Ω。六、科普閱讀題13．閱讀短文，回答問題：觀光電梯電梯是一種用于多層建筑乘人或載物的運(yùn)輸工具。電梯的簡易結(jié)構(gòu)如圖甲所示。電梯轎廂和配重分別掛在主電動(dòng)機(jī)的兩側(cè)，在電梯半載時(shí)，轎廂總重和配重的重力基本相等。滿載上升時(shí)，主電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)轎廂。如圖乙所示，為某商業(yè)大廈安裝的觀光電梯，其相關(guān)參數(shù)如上表。為了安全，電梯設(shè)置了超載自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，其工作原理如圖丙所示?？刂齐娐返碾娫措妷篣為12V，壓力傳感器的電阻R與所受壓力F的關(guān)系圖像如圖丁所示，電磁繼電器阻值可忽略。當(dāng)電流大于0.2A時(shí)，會(huì)啟動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)，同時(shí)無論如何按壓電梯控制器，門電動(dòng)機(jī)均不工作。此外，電梯需經(jīng)常保養(yǎng)，“運(yùn)行頻次比ω”是電梯養(yǎng)護(hù)的重要指標(biāo)，ω一般用電梯每天平均待機(jī)時(shí)間與運(yùn)行時(shí)間之比來表示。

（1）為便于觀光，電梯的外壁采用玻璃材料，主要是因?yàn)椴Ａв休^好的性；（2）下列有關(guān)該電梯的說法中，正確的是；A．主電機(jī)與鋼絲繩之間的摩擦為有害摩擦B．超載自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中電磁鐵的右端為S極C．電梯滿載上行時(shí)，電動(dòng)機(jī)需順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．報(bào)警電鈴的工作原理是電磁