第十七章 电磁相互作用（综合题30道） 专项练习----2025-2026学年九年级物理全册热点题型专练（2024北师大版北京）

第17章 电磁相互作用（综合题30道） 1．如图所示是一款新型充电宝。它上面采用磁吸式可以供智能手表充电；下面是无线充电设备，利用电流流过送电线圈产生磁场，手机中的受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电，充电宝配有蓝牙音箱，可以与手机无线连接播放音乐。其电压为3.7V，并采用4000mAh超大容量电池，方便实用。 (1)充电宝在给智能手表充电时采用了磁吸固定触点，磁吸是利用 磁极相互吸引的原理制成的： (2)手机受电线圈的工作原理是 蓝牙音箱中的扬声器发声是由于纸盆的 产生的，扬声器的工作原理是 对 电流有力的作用。 (3)电池充满电储存的电能为 (4)关于磁场和磁感线，以下说法错误的是 A．磁体周围存在着磁感线 B．磁体之间的相互作用是通过磁场产生的 C．磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极的 D．磁场中，小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向 【答案】(1)异名 (2) 电磁感应 振动 磁场 (3)53280J (4)A 【详解】（1）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，磁吸正是利用异名磁极间的吸引力来固定触点的。 （2）[1]指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象为电磁感应，受电线圈就是通过这种方式产生电流为手机充电的。 [2]蓝牙音箱中的扬声器发声是由于纸盆的振动产生的。声音是由物体振动产生的，扬声器的纸盆振动从而发出声音。 [3]扬声器中有线圈，线圈处于磁场中，当有电流通过时，线圈受到磁场力的作用而运动，带动纸盆振动发声。扬声器的工作原理是磁场对电流有力的作用。 （3）已知充电宝电压为3.7V，电池容量4000mAh，电池充满电储存的电能为 （4）A．磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线，磁体周围实际不存在磁感线，故A错误，符合题意； B．磁体周围存在磁场，磁体之间的相互作用是通过磁场产生的，故B正确，不符合题意； C．磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极的，故C正确，不符合题意； D．磁体周围存在磁场，磁场中小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向，故D正确，不符合题意。 故选A。 2．根据古文《论衡•是应篇》中的记载：“司南之杓（用途），投之于地，其柢（握柄）指南”，学术界于1947年想象出司南的模样并印刷在邮票上。 (1)如图（甲）所示，当磁勺在正确指南时，其A端为该磁体的 （N/S）极； (2)1952年，中国科学院物理研究所尝试制作一具司南，如（乙）所示，制作人员根据天然磁石的磁感线分布，将磁石的 （B/C/D/E）处打磨成磁勺的A端； (3)为达到理想的指向效果，制作人员将磁勺靠近一电磁铁，如图（丙）所示，闭合开关S，磁勺和电磁铁相互吸引，由此增加磁勺的磁性，请在图丙中标出电源的正负极 。 (4)小薇同学制作了如图所示的探头进行了液体压强的探究。 ①紧密蒙在探头下端的橡皮膜，形变程度越大，说明它所受的液体压强越 ； ②实验时的情形如图所示，比较 两图，可以初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大； ③比较甲图和丙图，可以初步得出结论：液体内部压强与 有关； 【答案】(1)S (2)D (3) (4) 大 甲乙 液体的密度 【详解】（1）根据磁极的定义“把磁体悬挂或支起来，静止后，一端会指北，叫作北极，用N表示；另一端会指南，叫作南极，用S表示。” 当磁勺在正确指南时，A端指向南方，故其A端为该磁体的S极。 （2）磁体周围的磁感线，都是从磁体的N极出发，回到S极。根据天然磁石的磁感线分布，可判断D端是S极，故将磁石的D处打磨成磁勺的A端。 （3）根据异名磁极相互吸引，可以判定通电螺线管的下端是N极，再用安培定则可判断通电螺线管中的电流方向，再根据电流方向是从电源正极出发通过螺线管回到负极，所以H端为电源的正极。 （4）[1]根据转换法，紧密蒙在探头下端的橡皮膜，形变程度越大，说明它所受的液体压强越大。 [2] 实验时的情形如图所示，研究液体压强与深度的关系，要控制液体的密度相同，故比较甲图和乙图，可以初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大。 [3] 比较甲图和丙图，橡皮膜的深度相同，盐水密度大于水的密度，盐水中橡皮膜形变程度大，故可以初步得出结论：液体内部压强与液体的密度有关。 3．2024年1月18日，天舟七号货运飞船在中国空间站成功对接（图1甲）。当货运飞船和核心舱相互靠近时，为减缓撞击带来的影响，货运飞船与核心舱间需配置缓冲装置。 (1)“飞天”兴趣小组根据以上信息结合物理知识，设计了如图1乙所示的缓冲装置示意图。当条形磁体和通电螺线管靠近时，产生相互排斥的力，说明通电螺线管左端为 极，为增大排斥力，滑动变阻器的滑片应向 端滑动。 (2)2020年6月，袁隆平团队首次在海拔2800米的青海省海西州试种了海水稻。如图2所示是海西州当地水沸腾时的温度计示数，则水的沸点为 ℃，当地的大气压强 （选填“高于”“等于”或“低于”）标准大气压。 (3)如图3所示，当返回舱静止在水平地面时，所受重力和地面对它的 是一对平衡力。 (4)如图4所示，是一款航天员造型音箱，其工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用，如图5所示实例中与该音箱工作原理一致的是 ；（选填甲或乙）能产生感应电流的是 。（选填甲或乙） 【答案】(1) N A (2) 91 低于 (3)支持力 (4) 乙 甲 【详解】（1）[1]同名磁极相互排斥，当条形磁体和通电螺线管靠近时，产生相互排斥的力，说明通电螺线管左端为N极； [2]为增大排斥力，应增强通过螺线管的磁性，则应增大通过它的电流，根据欧姆定律可知，应减小电路中的电阻，故滑动变阻器的滑片应向A端移动； （2）[1]根据图示可知，温度计的分度值为1℃，示数为91℃，即水的沸点为91℃； [2]由于水的沸点随气压升高而增大，随气压的降低而减小，且水在标准大气压下的沸点为100℃，由此可知当地的大气压强低于标准大气压； （3）当返回舱静止在水平地面时，受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力作用，处于平衡状态，二力是一对平衡力； （4）[1][2]图乙中有外部电源，是探究通电导线在磁场中受到力的作用的实验演示装置，与音箱的工作原理一致；图甲中有灵敏电流计，没有外部电源，是探究电磁感应现象的实验装置，当ab做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。 4．将表面有金属镀层的磁体吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成导线框abcd搭在干电池的正极和磁体上，导线框abcd就会以干电池为轴转动起来，如图所示。 (1)若将磁体的N、S极对调，则导线框abcd的转动方向将 （选填“改变”或“不变”）。 (2)导线框abcd能够转动的原因是左、右两段导线受到的力的方向是 的，导线框转动时将 能转化为机械能。 (3)通电时间稍长，干电池会明显发热，原因是干电池被 ；干电池供电时将 能转化为电能。 (4)下列设备的原理与本装置的原理相同的是______。 A．电磁继电器 B．扬声器 C．动圈式话筒 D．电磁铁 【答案】(1)改变 (2) 相反 电 (3) 短路 化学 (4)B 【详解】（1）导线框能转动起来是因为通电导线在磁场中受到力的作用。通电导线在磁场中受力的方向跟电流方向和磁场方向有关，不改变电流方向，将磁体的N、S极对调（磁场方向相反），导线框的转动方向将改变。 （2）[1]由图可知，左、右两段导线周围的磁场方向不同（左边磁场斜向左上方，右边磁场斜向右上方），因此左、右两段导线受到的力的方向是相反的，所以导线框能够转动。 [2]导线框转动时，将电源提供的电能转化为导线框转动的机械能。 （3）[1]用导线直接将电源的正、负极相连会造成电源被短路，电流很大，根据焦耳定律可知，通电时间稍长，干电池会明显发热。 [2]干电池供电时，将干电池内部储存的化学能转化为电能。 （4）由题意可知，本装置的原理是通电导线在磁场中受到力的作用，扬声器就是利用这一原理工作的，而电磁继电器、电磁铁是利用电流的磁效应工作的，动圈式话筒的原理为电磁感应现象，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 5．某养生壶既可以加热也可以保温，其自动控温工作原理如图所示。控制电路中的电磁铁线圈电阻，R0是保护电阻，Rt为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如表所示，当线圈中的电流时，加热电路接通。已知控制电路的电压工作电路的电压加热电阻，，水的比热容为，水的密度。 温度 50 60 70 80 90 100 电阻 170 175 185 200 220 245 (1)养生壶保温时，金属板应与触点 （选填“a”或“b”）端相连； (2)若阻值为，则养生壶刚开始保温时的温度为多少 ℃； (3)在养生壶的加热效率为80%的情况下，某次将壶内500mL的水，从加热到需要多长时间 s； (4)若要使养生壶保温时的温度降低一些，可采取怎样的措施 。（写一条即可） 【答案】(1)a (2)80 (3)131.25 (4)增大R0的阻值 【详解】（1）养生壶保温时，工作电路中电阻较大，功率较小。由图可知，金属板与触点a端相连时，R1与R2串联，总电阻较大，为保温状态，所以金属板应与触点a端相连。 （2）当线圈中的电流I=15mA=0.015A 养生壶开始保温，控制电路的总电阻 已知R圈=10Ω，R0=190Ω，则热敏电阻的阻值Rt=R总−R圈−R0=400Ω−10Ω−190Ω=200Ω 由表格可知，此时温度为80℃。 （3）水的质量 水吸收的热量 加热时，金属板应与触点b端相连，工作电路中只有R2工作，加热功率 消耗的电能 加热时间 （4）当养生壶开始保温时，控制电路中电流（此电流值对应开始保温的临界状态）。 根据欧姆定律，若增大R0的阻值，在U1不变的情况下，为保证I=15mA，热敏电阻Rt的阻值需减小。由表格可知，Rt减小对应温度降低，因此保温时的温度会降低。 6．如图甲是恒温箱，其简化电路如图乙所示，它是通过电阻丝R1置于恒温箱内来加热空气，从而保持箱内恒温。控制电路中的电磁铁线圈电阻不计，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，热敏电阻R2置于温度监测区域，其阻值随温度变化的规律如图丙所示，控制电路的电源电压恒为12V，该继电器的启动电流为30mA（即当控制电路线圈中的电流达到30mA时，衔铁被电磁铁吸下，接通工作电路）。已知电阻丝R1的额定电压为220V，额定功率为1210W；恒温箱内部空气质量约2.2kg，空气的比热容为1×103J/（kg°C）。求： (1)控制电路中线圈是利用电流的 效应工作的，通电时它的上方是 极。 (2)正常工作20s，求电阻丝R1产生的热量能使恒温箱内的空气温度升高多少（不计热量损失）？ (3)工作电路中电阻丝R1与指示灯电路并联。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，求此时指示灯支路消耗的功率。 (4)为了使箱内温度能在50°C电热器开始工作，求滑动变阻器接入电路的阻值。 【答案】(1) 磁 S (2)11°C (3)11W (4)100Ω 【详解】（1）[1]控制电路中的线圈是利用电流的磁效应工作的。当电流通过线圈时，线圈会产生磁场。 [2]根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的 N 极。在图乙中，电流从线圈的上方流入，下方流出，所以通电时它的上方是S极。 （2）正常工作20s产生的热量是 恒温箱中的空气上升的温度为 （3）工作电路消耗的总功率为 指示灯支路消耗的功率为 （4）当电流为30mA时控制电路的总电阻为 由图丙可知，当温度为时，，此时滑动变阻器接入电路的电阻为 7．《哪吒2》中包含了非常多的物理知识，其中就包括哪吒的四大法宝。 (1)乾坤圈：乾坤圈通电后，能吸引铁制兵器的原理是电流的 效应，该效应由丹麦物理学家 发现； (2)混天绫：哪吒为解救陈塘关百姓，挥动混天绫搅动海水形成反向声波，声波频率远超20000Hz，从而抵消了敖丙引发的海啸。则混天绫产生的声波属于 波（选填“超声”或“次声”）。混天绫能在水面漂浮是因其所受浮力 其自身重力；（选填“大于”、“等于”或“小于”） (3)火尖枪：哪吒以火尖枪中点为支点，以20m/s的速度将枪尾下压，将处在枪头的敌人瞬间挑飞，则敌人被挑飞时的速度为 m/s；（枪长6m） (4)风火轮：前方5km处有一妖怪，以300m/s速度往前逃窜，哪吒在原地思量5秒后最终决定驾驭风火轮以500m/s的速度追击，则哪吒追上妖怪的时间为 s。 【答案】(1) 磁 奥斯特 (2) 超声 等于 (3)20 (4)32.5 【详解】（1）[1][2]电流的磁效应是指电流通过导体时产生磁场的现象。当电流在导线中流动时，会在其周围产生磁场，这种磁场与磁铁产生的磁场相似，能够吸引铁磁性物质。乾坤圈通电后能吸引铁制兵器的原理是电流的磁效应，奥斯特的实验揭示了这一现象，他发现当电流通过导线时，附近的磁针会发生偏转，就像受到磁铁的作用一样‌。 （2）[1]频率大于20000Hz的声波为超声波，频率低于20Hz的声波为次声波，混天绫产生的声波频率远超20000Hz，属于超声波。 [2]由物体浮沉条件可知，当物体漂浮时，受到的浮力等于自身重力，混天绫能在水面漂浮是因其所受浮力等于其自身重力。 （3）根据杠杆原理，以火尖枪中点为支点，枪尾和枪头的线速度与它们到支点的距离成正比。枪长6m，中点到枪尾和枪头的距离相等，所以枪尾下压的速度与枪头挑飞敌人的速度大小相等，敌人被挑飞时的速度为20m/s。 （4）妖怪在前方5km=5000m处，以300m/s的速度逃窜，哪吒思量5秒后，妖怪又跑的路程为s1=300m/s×5s=1500m 此时两者相距s=5000m+1500m=6500m 哪吒与妖怪的速度差为 哪吒追上妖怪的时间为 8．空气炸锅是一种新型家电，如图甲是某型号空气炸锅：其内部电路可简化为图乙，部分参数如下表所示。其工作原理是通过发热管迅速加热锅内空气，利用大功率风扇形成循环的热流，使盛放篮内的食品均匀受热，不放油也能达到类似煎炸的效果。 部分参数 风扇额定功率/W 80 发热管额定功率/W 1320 额定电压/V 220 (1)同学们研究说明书和空气炸锅的内部结构后，有以下认识，其中不合理的是 ___________ ； A．烹制食物时，不能堵住空气炸锅背部的出风口 B．空气炸锅正常工作时，发热管将电能转化为内能 C．电风扇工作是利用电磁感应原理 D．空气炸锅接地是使用炸锅的安全要点之一，所以空气炸锅必须接地线 (2)某次，该空气炸锅正常工作15min炸好一锅薯条，所消耗的电能是 kW·h； (3)某同学在家中测量空气炸锅的实际功率。当电路中只有空气炸锅工作时，发现标有“3000r/（kW·h）”的电能表的转盘1min转了60圈，则空气炸锅的实际功率为 W； (4)你认为空气炸锅正常工作电流与常见家用电器 （选填“电视机”、“空调”或“电热灭蚊器”）的正常工作电流最接近。 【答案】(1)C (2)0.35 (3)1200 (4)空调 【详解】（1）A．空气炸锅工作时，需要通过出风口循环热流，堵住出风口会影响热流循环，影响烹制效果，该说法合理，故A不符合题意； B．发热管工作时，消耗电能，产生内能，是将电能转化为内能，该说法合理，故B不符合题意； C．电风扇的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，不是电磁感应原理，该说法不合理，故C符合题意； D．空气炸锅是金属外壳用电器，接地可以防止漏电时发生触电事故，必须接地，该说法合理，故D不符合题意。 故选C。 （2）空气炸锅正常工作时，风扇和发热管同时工作，总功率P=P1​+P2=80W+1320W=1400W=1.4kW 工作时间t=15min=0.25h 消耗的电能​W= Pt =1.4kW×0.25h=0.35kW⋅h （3）电能表标有 “3000r/(kW⋅h)”，表示每消耗1kW⋅h的电能，电能表转盘转3000圈。转盘1min转了60圈，则消耗的电能 时间 实际功率 （4）空气炸锅正常工作时的总功率P=1400W，根据P=UI（U=220V），正常工作电流 电视机正常工作电流约0.5A，空调正常工作电流约5~10A，电热灭蚊器的工作电流一般在几十毫安到几百毫安之间，所以空气炸锅正常工作电流与空调的正常工作电流最接近。 9．按要求完成下列小题。 (1)实验发现，当通电直导线中通有电流时，其下方的指南针会发生偏转如图甲，且导线中电流方向相反时，指南针的偏转方向也相反。图乙中电子沿着图示方向平行地飞过指南针上方时，指南针的偏转方向与图甲指南针偏转方向 （选填“相同”或“相反”或“不发生偏转”）。 (2)图1是广州市区某交通道路上使用的风光互补LED路灯的电路原理图。 ①白天阳光充足时，光控开关S断开，太阳能电板为蓄电池充电，此时蓄电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”），将 能转化为 能。 ②路灯照明部分由两盏LED灯连接而成，傍晚光控开关S闭合，两盏LED灯同时发光；若一盏LED灯因断路而不亮，另一盏LED灯仍能发光，它们是怎么连接的呢？请在图2虚线框内画出两盏LED灯的连接方式。 （LED灯用“”表示） 【答案】(1)相反 (2) 用电器 电 化学 【详解】（1）图甲电流方向向右，物理学中规定正电荷的定向移动方向为电流的方向，所以负电荷定向移动方向与电流方向相反，由于图乙电子方向从左向右，所以电流方向为从右向左，即与甲中电流方向相反，所以指南针的偏转方向与图甲指南针偏转方向相反。 （2）[1][2][3]太阳能电池板发电，然后给蓄电池充电，充电是将电能转化为化学能（储存于电池中）的过程，此时蓄电池在接收电能，属于消耗电能的装置是用电器。 [4]由题可知，光控开关S闭合，两盏LED灯同时发光，一盏LED灯因断路而不亮，另一盏LED灯仍能发光，说明两个灯泡工作互不影响，即是并联的关系，开关在干路上，电路图如下图所示： 10．小明在重阳佳节为爷爷奶奶选购了一款足浴盆如图甲所示。这款足浴盆可以把水加热到设定的温度，其简化电路如图乙所示。 145 120 98 80 67 58 50 43 37 33 30 28 温度/℃ 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 (1)工作电路中的理疗装置与是 （选填“串联”或“并联”）的；控制电路的电磁继电器是利用电流的 效应工作的。 (2)当工作电路接通时，通过断开或闭合，可使足浴盆处于单加热状态或红外理疗状态。已知电热丝的电阻是，足浴盆处于单加热状态的电功率是多少？红外理疗装置的电功率是，足浴盆处于红外理疗状态时，工作电路5分钟消耗的电能是多少？ (3)控制电路的电源电压恒定，闭合开关S，当水温低于设定温度时，电磁铁吸下衔铁，工作电路接通开始加热；当水温达到设定温度（控制电路的电流达到某一定值），衔铁弹起，停止加热。温控电阻置于温度检测区域，它的阻值随温度变化的关系如上表所示。通过调节变阻器来控制设定温度，当设定温度为43℃时，的阻值是的2倍。小明为爷爷奶奶将水温设定为45℃，此时变阻器的阻值应调节为多少？ 【答案】(1) 并联 磁 (2) (3) 【详解】（1）[1][2]工作电路中的理疗装置与可以独立工作，互不影响，是并联；螺线管通电时具有磁性，控制电路的电磁继电器是利用电流的磁效应工作的。 （2）足浴盆处于单加热状态时，电路中的电流 足浴盆处于单加热状态的电功率 足浴盆处于红外理疗状态时，电路的总功率 工作电路5分钟消耗的电能 （3）当设定温度为43℃时，，的阻值是的2倍，则 此时电路的总电阻 当设定温度为45℃时，，控制电路衔铁弹起时的电流不变，电路的总电阻不变，此时变阻器的阻值应调节为 11．超市里的压力式自动扶梯，有乘客时运行较快，无乘客时运行较慢，某自动扶梯为避免质量小于40kg的儿童上梯时电梯加快运行，触发其加快运行的乘员质量至少为40kg。其简易电路如图甲所示，Ⓜ为电动机，限流电阻R1的阻值为10Ω，R2为力敏电阻（安装在电梯入口区域，所受压力大小与乘员重力大小相等），其阻值随压力变化部分图线如图乙所示，R3是电阻箱（阻值可在0~999.9Ω间调节，且能读数的变阻器），g取10N/kg。试问： (1)电磁铁的工作原理是 。 (2)若电动扶梯工作电压是220 V，电动扶梯低速运行时工作电路中的电流为6A，则此时电动机的实际功率为多大？ (3)已知控制电路电源电压为6V，电磁继电器的衔铁吸合电流为100mA，线圈电阻不计，为避免质量小于40kg的儿童独自上梯时电梯加快运行，则电阻箱阻值应设置为多大？ (4)经调查发现，40kg的触发值设置不够恰当，使得个别体重较轻的少年乘坐电梯时运行太慢，若想减小触发质量，请你说出一种可行的做法，并简要说明原因。 【答案】(1)电流的磁效应 (2)960W (3)36Ω (4)见解析 【详解】（1）电磁铁的工作原理是电流的磁效应。当电流通过电磁铁的线圈时，线圈会产生磁场，使铁芯被磁化，从而产生磁性。当电流消失时，铁芯的磁性也随之消失。 （2）限流电阻R1两端的电压UR1=IR1=6A×10Ω=60V 电动机两端的电压UM=U-UR1=220V-60V=160V 电动机的实际功率为PM=UMI=160V×6A=960W （3）质量为40kg的乘客对力敏电阻R2的压力F=G=mg=40kg×10N/kg=400N 根据力敏电阻R2的特性曲线（图乙），当压力F=400N时，R2的阻值为24Ω。电磁继电器的衔铁吸合电流为100mA即0.1A，控制电路电源电压为6V。当衔铁吸合时，控制电路中的总电阻为 由于R2=24Ω，因此电阻箱R3的阻值应为R3=R总-R2=60Ω-24Ω=36Ω 因此电阻箱R3的阻值应设置为36Ω。 （4）当触发质量减小时，力敏电阻R2所受压力减小，R2的阻值增大。而吸合电流不变，即在总电压不变时，要求总电阻不变，为了使衔铁在较小的压力下仍能吸合，减小电阻箱R3的阻值，可以使控制电路在R2阻值增大时，总电阻仍能保持在60Ω左右，从而保证衔铁吸合，使扶梯加速运行。故若想减小触发质量，可以减小电阻箱R3的阻值。 12．热爱探究的安安买了一个磁悬浮地球仪，如图甲所示。他好奇它悬浮的原因，于是打开磁悬浮地球仪，发现内部安装有一块强磁体，环形底座是一个空心的电磁铁，只要底座上通上电源，地球仪就可以悬浮起来。 (1)磁悬浮地球仪是利用电流的 漂浮在半空中的。通电后地球仪底部磁极和底座上方磁极极性 （选填“相同”或“相反”）；增大电磁铁中的电流，地球仪稳定时受到的磁力将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)安安继续上网查询磁悬浮列车知识，获悉磁悬浮列车是利用磁体间相互作用使列车悬浮起来。如图乙是列车悬浮时电磁铁的简易图，可知电磁铁工作时，上端是 极；当列车内的乘客增加时，如果是靠变阻器来控制列车的悬浮稳定，图中变阻器滑片应该向 （选填“a”或“b”）端移动。 (3)阴雨天，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证旅客上下动车时的安全，安安设计了如图丙警示灯的模拟电路。在电路中串联一个湿敏电阻，当湿度变大，电流高达一定程度时警示灯才发光，因此应选择图丁中的 （选填“R1”或“R2”）湿敏电阻；为了提高警示效果，要求警示灯能亮暗闪烁，湿敏电阻应连接在图丙中的 （选填“A”、“B”或“C”）位置。 【答案】(1) 磁效应 相同 不变 (2) N a (3) R2 A 【详解】（1）[1]磁悬浮地球仪的环形底座是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应工作的，所以磁悬浮地球仪是利用电流的磁效应漂浮在半空中的。 [2]同名磁极相互排斥，地球仪能悬浮起来是因为受到向上的排斥力，所以通电后地球仪底部磁极和底座上方磁极极性相同。 [3]地球仪悬浮时处于静止状态，受到的重力和磁力是一对平衡力，大小相等。地球仪重力不变，所以增大电磁铁中的电流，地球仪稳定时受到的磁力将不变。 （2）[1]由图乙中地球仪底部磁极为N极，根据同名磁极相互排斥，可知电磁铁工作时，上端是 N极。 [2]当列车内乘客增加时，列车重力增大，要保持悬浮稳定需增大磁力，即增大电磁铁磁性。电磁铁磁性与电流有关，电流越大磁性越强。根据欧姆定律 ​   ，在电源电压不变时，要增大电流需减小电阻，图中变阻器滑片向a端移动时接入电路电阻变小。 （3）[1]由图丁可知， R1 的电阻随湿度增大而增大，R2的电阻随湿度增大而减小。当湿度变大，电流高达一定程度时警示灯才发光，需要湿敏电阻阻值随湿度增大而减小，所以应选择图丁中的R2湿敏电阻。 [2]要使警示灯能亮暗闪烁，需控制电路中电流不断变化，湿敏电阻应连接在控制电路中，即图丙中的A位置。 13．如图甲所示为某物理实验室用的恒温箱，其内部简化电路如图乙所示。控制电路中电源电压为36 V且保持不变，电磁铁线圈电阻为50 Ω，R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图丙所示；工作电路中的加热器（图中未画出）正常工作时的电阻为44 Ω。求： (1)在图乙中，控制电路中电磁铁的上端为 极；工作电路中加热器应接在 （选填“ab”或“cd”）之间； (2)加热器正常工作6s产生的热量是多少？ (3)控制电路的电流减小到0.036 A，衔铁会被释放。则当调节 时，恒温箱内设定的最低温度为多少摄氏度？ (4)若使恒温箱内设定的最低温度提高一些，可将的滑片向 滑动一点。 【答案】(1) N ab (2) (3)50℃ (4)右 【详解】（1）[1]根据安培定则，电流从电磁铁下端流入、上端流出，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向螺线管上端，可知上端为N极。 [2]由图丙可知，温度越高，热敏电阻的阻值越小。所以温度越高，控制电路总电阻变小，电流变大，电磁铁磁性增强，吸下衔铁，此时工作电路应断开加热器，使加热器停止工作，以保证恒温。由图可知，衔铁被吸下时，cd之间接通，ab所在电路断开，故加热器应接在ab之间。 （2）已知加热器（图中未画出）正常工作时的电阻，加热器正常工作6s产生的热量 （3）已知控制电路电压，控制电路电流，由欧姆定律可知控制电路总电阻 已知线圈电阻，，由串联电路的电阻特点：总电阻等于分电阻之和可得热敏电阻阻值 由乙图可知，此时温度为50℃，则恒温箱内设定的最低温度为50℃。 （4）因为使衔铁释放时的电流不变，则使衔铁释放时的总电阻不变，且线圈电阻不变，若要提高设定的最低温度，则R变小，则需要增大滑动变阻器的值，因此应将的滑片向右滑动增大其接入阻值。 14． (1)汽车启动原理图如图所示，汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于接通电路）。下列有关说法错误的是_______。 A．此时通电螺线管产生磁性 B．通电螺线管E端的磁极为S极 C．汽车钥匙是绝缘体 D．通电螺线管两端电压与电动机两端电压不同 (2)如图所示是某宾馆走廊廊灯的自动控制电路，走廊入口上方安装有反射式光电传感器，当人靠近到一定距离时，从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收，接收器中的光敏电阻R0阻值减小，定值电阻R两端的电压 ，同时电磁铁磁性 ，工作电路接通，灯泡发光，图中电磁铁的上端是 极。 【答案】(1)C (2) 增大 增强 S 【详解】（1）A．当接通电路时，通电螺线管产生磁场，具有磁性，故A正确，不符合题意； B．当接通电路时，通电螺线管电流从上端流入，下端流出，利用安培定则可以判断E端为S极，F端为N极，故B正确，不符合题意； C．将钥匙插入钥匙孔并旋转，相当于接通电路，应是导体，不是绝缘体，故C错误，符合题意； D．由图可知通电线圈电压由一个电源提供，而电动机的电压由两个电源串联提供，因此两者电压不同，故D正确，不符合题意。 故选C。 （2）[1][2][3]该自动控制电路的光敏电阻与定值电阻串联，当人靠近到一定距离时，从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收，接收器中的光敏电阻阻值减小，有串联分压规律可知，光敏电阻分的电压减小，定值电阻R两端的电压增大，电路电流变大，电磁继电器磁性增强，衔铁被吸下灯泡发光；电源左端是正极，因此电磁铁的下端是电流流进端，根据安培定则，右手四指顺电流方向握住螺线管后，大拇指指向下端，为N极，则上端是S极。 15．中国高铁位居世界前列，成为了中国一张亮丽的名片，具有节能、快速、高效、安全、智能和舒适等优势。 (1)节能；动车组减速过程中，可以将机械能转化为电能，实现节能。图 （填“a”或“b”）与其工作原理相同。 (2)快速；复兴号某动车组在高速运行时，若空气阻力占总阻力的80%，与速度的关系为（，的单位为），当该动车组以400km/h的速度匀速直线运动时，该动车组牵引力每小时至少做功 J。（为方便计算，数据已作简化处理） (3)高效；列车网络控制系统可以依托大数据优化停靠站，提高效率。优化前，一动车组以速度匀速行驶，经停某站，先减速一段时间，然后停一段时间，再加速一段时间，恰好恢复到原速度继续匀速行驶。优化后，该动车组不停靠此站，可视为在原路线上一直以速度匀速行驶，则该动车组因不停靠此站而节省的时间为 。（该动车组加速阶段、减速阶段的平均速度均为，题中所给的物理量均为已知量） (4)安全；如图（c），受电弓安装在高铁车箱的顶部，受电弓的碳钢滑板与供电线接触。如果碳钢滑板的同一位置与供电线持续摩擦，会缩短碳钢滑板的使用寿命，更会影响动车组的运行安全，那么图 （填“d”或“e”）的设计能使碳钢滑板的磨损均匀化。 (5)智能；某小组设计了一个冻雨预警电路，如图（f）所示。闭合S后，当环境温度低于0℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，警示灯一直发光并出现持续的亮暗交替现象，发出预警。已知：电源电压恒为6V，定值电阻为10，警示灯标有“6V；0.5A”。当电磁铁线圈中的电流时，电磁铁吸下衔铁，使动触点与下方静触点接触。为实现预警功能，温控开关与湿控开关应 联，请选择合适的接线柱，用笔画线代替导线将电路连接完整 。（图中温控开关与湿控开关之间已正确连接，电磁铁线圈的电阻、温控开关与湿控开关的电阻均忽略不计，只能在标有字母的接线柱上连接导线，导线不能交叉） (6)中国高铁的发展，彰显了我国在科技创新领域的强大实力。请写出你想象的中国高铁最智慧的样子： 。 【答案】(1)b (2) (3) (4)e (5) 串 (6)智能节能系统，实现绿色低碳运营 【详解】（1）动车组减速过程中，可以将机械能转化为电能，属于电磁感应现象，图b为电磁感应现象，图a为通电导体在磁场中受力的作用，故图b与其工作原理相同。 （2）空气的阻力为 总阻力为 该动车组匀速直线运动，牵引力和阻力二力平衡，大小相等，牵引力大小为 该动车组牵引力每小时运动的路程为 该动车组牵引力每小时至少做功 （3）由题意可知，经停某站运动的路程为 经停某站的总时间 匀速运动通过的时间 该动车组因不停靠此站而节省的时间为 （4）如果碳钢滑板的同一位置与供电线持续摩擦，会缩短碳钢滑板的使用寿命，更会影响动车组的运行安全，需要尽量每个位置都能摩擦，故图e的设计能使碳钢滑板的磨损均匀化。 （5）[1]闭合S后，当环境温度低于0℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，警示灯一直发光并出现持续的亮暗交替现象，发出预警。说明两个开关同时闭合，灯泡才亮，发出预警，故温控开关与湿控开关应串联。 [2]根据题意可知，开关闭合，温控开关与湿控开关闭合，灯泡一直亮，通过定值电阻和电磁铁的短路与否来改变电路中的总电阻，改变电路中的电流，从而改变灯泡的亮暗。闭合开关，环境温度低于0℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，灯泡与电阻串联，灯泡发光，由于电源电压为，灯泡分得的电压小于额定电压，灯泡发光较暗，灯泡电阻为 总电阻为 电流为 电流，衔铁被吸下，定值电阻与电磁铁被短路，此时电路为灯泡的简单电路，灯泡两端电压等于电源电压，达到额定电压，发光较亮，此时由于电磁铁被短路，没有电流流过电磁铁，电磁铁磁性消失，衔铁被松开，重复以上现象，灯泡会亮暗交替，故如下图所示： （6）我想象的中国高铁最智慧的样子是智能节能系统，实现绿色低碳运营。 16．在互联网时代，传感器担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能。其中热敏传感器主要运用了热敏电阻来测量温度的变化。甲是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警线路图，其中热敏电阻的阻值R随温度t变化的图象如图乙所示，请回答以下问题： (1)闭合开关S1时，电磁铁d端为 极，为使温度升高到报警温度时发出报警信息，开关c应与触点 （选填“a”或“b”）相接通； (2)该报警器的控制电路的心脏是电磁铁，下列实验中与其工作原理相同的是 （选填序号）； (3)若通过电磁铁线圈ed的电流I0≥10mA才会报警，直流电源U1为18V，欲实现温度达到或超过60℃报警器响起，则滑动变阻器最大阻值不能小于 Ω。在其它条件不变的情况下，控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，将导致报警温度比原来设定的温度 （选填“高”或“低”）。若此时将滑动变阻器向 （选填“左”或“右”）移动，可达到原来的报警温度。 【答案】(1) S（南） a (2)A (3) 1220 高 右 【详解】（1）[1]由图甲控制电路部分可知，电流从电磁铁右边流入，根据右手螺旋定则可知，电磁铁左端为N极，右端为S极，即d端为S极或南极 [2]由图乙可知，热敏电阻阻值随着温度的升高而减小，在控制电路中，热敏电阻与电磁铁以及滑动变阻器串联，所以当温度升高，热敏电阻阻值减小，即控制电路中电流增大，电磁铁磁性增强，会将铁皮吸住从而与d接触，因此为使温度升高到报警温度时发出报警信息，开关c应与触点a接触。 （2）电磁铁工作原理是电流的磁效应（电生磁）。 A．是奥斯特实验（通电导线旁小磁针偏转），是电流的磁效应 ，故A符合题意； B．是磁体周围存在磁场从而使小磁针指向特点方方向，是磁极间相互作用，故B不符合题意； C．是电动机的原理，即通电导体在磁场中受力运动，故C不符合题意。 故选A。 （3）[1][2][3]由图乙可知，当温度为60℃时，热敏电阻阻值，当电流为 刚好报警，则根据欧姆定律可得，此时控制电路总电阻为 根据串联电路电阻规律可得滑动变阻器此时接入电路的阻值 即滑动变阻器最大阻值不能小于。 若电源电压降低，但报警电流是不变的，即控制电路总电阻减小，若不调节滑动变阻器，则热敏电阻的阻值会变小，即报警温度将比原来更高。若要报警温度不断，即热敏电阻阻值不变，则滑动变阻器接入电路的阻值应减小，如图甲，滑动变阻器滑片应向右滑动。 17．植物长时间缺水会导致土壤湿度过低，影响生长。在跨学科实践课上，某小组同学们开展了“设计自动浇花装置”的活动。 任务一：设计浇花装置 小组同学将小型水泵接入如图甲所示的电路，闭合开关，水泵开始工作，将水箱中的水输送到花盆中，实现浇花的目的。若要使水泵输送的水流大小可调节，可在电路中串联一个 ；水泵的核心部件电动机的工作原理是 。 任务二：优化浇水装置 小华同学希望增加根据土壤湿度自动浇水的功能，把土壤湿度传感器插入土壤中，如图乙所示，并设计了如图丙所示的控制电路。控制电路电压恒为12V，Rx为湿敏电阻。当土壤湿度低于设定值时，Rx阻值减小，使得通过电磁铁线圈的电流≥30mA，衔铁被吸下，水泵启动；当湿度达标后，会使电流<30mA，衔铁弹回，指示灯L亮。请在图乙虚线框中正确连接水泵和指示灯 。 任务三：调试浇水装置 若要求当土壤湿度为20%（此时时启动水泵，则滑动变阻器的阻值应调节为 Ω；若希望在土壤湿度更高时（如25%）就开始浇水，滑动变阻器的滑片应向 （选填“左”或“右”）调节。 【答案】 滑动变阻器 通电线圈在磁场中受力转动/通电导线在磁场中受力的作用 280 左 【详解】[1]在电路中串联一个滑动变阻器，可以通过调节滑动变阻器接入电路的阻值来改变电路中的总电阻，从而改变电路中的电流，进而改变水泵的实际功率，达到调节水流大小的目的。 [2]电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，将电能转化为机械能，向外输出动力。 [3]由题意得，衔铁被吸下，水泵启动，此时工作电路的电源与电动机连通；当湿度达标后，衔铁弹回，工作电路指示灯L亮，此时工作电路的电源与指示灯连通，因此连接方式如下所示： [4]当水泵启动时，通过控制电路的电流为0.03A，则由欧姆定律可知，此时总电阻为 此时，则滑动变阻器接入电路的阻值为 [5] 通过电磁铁线圈的电流≥30mA，衔铁被吸下，水泵启动，则水泵启动时电路中的总电阻为400，若希望在土壤湿度更高时（如25%）就开始浇水，Rx阻值会增大，因此应适当减小滑动变阻器接入电路的阻值，即将滑片向左调节。 18．深入落实国家关于碳达峰碳中和重大决策，推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式。某校积极响应号召，物理社团开展关于日常生活、生产中利用太阳能的调研活动。他们观察到城市、乡村道路旁如图甲所示的风光互补路灯系统，可利用风力和太阳能发电，并将电能输送至蓄电池储存起来供LED路灯照明使用。其自动控制电路如图丙所示，为保护电阻（阻值不变），R为光敏电阻。白天太阳能电池板或风力发电机为蓄电池充电，夜晚蓄电池为LED灯供电照明。 请结合上述信息回答下列问题： (1)太阳能电池板的主要材料是晶体硅，它属于 （选填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”）。风力发电机的工作原理是 现象。 (2)顶端风机叶片采用了翼型技术，如图乙所示，当风从左向右水平吹向水平扇叶A时，水平扇叶A将 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动。 (3)如图丙所示，闭合开关S，电磁铁的上端是 （选填“N”或“S”）极。 (4)蓄电池的额定电压为12V，容量为400A·h。风力发电机的输出功率P与风速v的关系如图丁所示，当风速为12m/s时，仅靠风力发电的情况下，仅将蓄电池的电量由20%充到70%需要 h。 (5)请你再写出一个日常生活、生产中应用太阳能的实例： 。 【答案】(1) 半导体 电磁感应 (2)顺时针 (3)S (4)8 (5)太阳能热水器 【详解】（1）[1]晶体硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，具有单向导电性，是典型的半导体材料。半导体材料在太阳能电池中能够将光能直接转换为电能。 [2]风力发电机工作时，叶片带动线圈在磁场中转动，切割磁感线产生感应电流，这是电磁感应现象。电磁感应现象是发电机工作的基本原理。 （2）当风从左向右吹过翼型叶片时，叶片下表面的空气在相同时间内通过的路程大，流速大；那么叶片下表面空气流速大压强小，上表面空气流速小压强大，故产生向下的压力差使叶片顺时针转动。 （3）根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极。图中电流从下端流入，上端为S极。电磁铁的极性可以通过改变电流方向来改变。 （4）蓄电池需要充电的电量为(70%-20%)×400A·h=200A·h 由图丁可知，风速12m/s时功率为300W，充电时间 （5）太阳能热水器利用太阳能集热板吸收太阳辐射能加热水，是日常生活中常见的太阳能应用。太阳能具有清洁、可再生等优点，在建筑供暖、农业温室等领域也有广泛应用。 19．小军在学习了电磁继电器后，决定为刚出生的妹妹设计一款温奶报警器，他的设想是：加热奶液的过程中，当奶液温度上升到设定温度时，报警器就会自动报警。 (1)他准备利用教科书上的电路图进行设计，电路图如图甲所示，在水银温度计中封入一段金属丝，有关该电路图的相关说法不合理的是（　　） A．当温度升高时，温度计的水银柱将下降 B．控制电路的电源正负极互换后也可以正常工作 C．两个电路中可各增加一个变阻器来保护电路 D．该电路的工作原理：当温度达到金属丝下端所指的温度时，控制电路接通将衔铁吸引过来，同时受控电路接通使电铃发出报警信号 (2)聪明的小军联想到热敏电阻的阻值会随着温度的变化而变化，于是尝试用热敏电阻替代温度计，改进并设计了如图乙所示的电路，小军认为电路中热敏电阻的阻值应随着温度的升高而增大，你认为是否合理?答： ； (3)器材准备完毕，按照图乙连接电路，将热敏电阻放入到42℃的奶液中并充分接触后，要使在该温度下报警器报警，需要做的初步调试工作是： ； (4)关于探究过程的反思，下列说法中不合理的是（　　） A．图甲进行操作时，两个电路不能离得太远 B．图乙要提高报警器的温度，可以适当减小变阻器接入电路的阻值 C．图乙要求报警时，报警器响，灯亮，灯可以与报警器并联 D．图乙为保证测温的方便，应该使热敏电阻两端的导线尽量长一些 【答案】(1)A (2)不合理 (3)将变阻器调到最大阻值处，闭合开关S1、S2，逐渐减小变阻器接入电路的阻值，直到警报器恰好发出警报 (4)B 【详解】（1）A．水银温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的，所以当温度升高时，温度计的水银柱将上升，故A错误，符合题意； B．由题意可知，电路原理是当温度达到金属丝下端所指温度时，控制电路接通将衔铁吸引过来，同时受控电路接通使电铃发出报警信号，所以控制电路的电源两极互换后也可以正常工作，故B正确，不符合题意； C．为了保护电路，两个电路中可以各增加一个变阻器，故C正确，不符合题意； D．由题意得，当温度达到设定温度时，温度计内水银上升，水银与金属丝接触，因为水银是导体，控制电路会接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引，将报警电路接通，电铃响，起到报警作用，故D正确，不符合题意。 故选A。 （2）要想报警器响起，则图乙左边电路中的电流应增大，使电磁铁的磁性增强，将衔铁吸引过来，即温度升高时，热敏电阻的阻值减小，电路中的电流增大，从而达到报警的效果，因此电路中热敏电阻的阻值应随着温度的升高而减小，故小军的想法不合理。 （3）要使在该温度下报警器报警，初步调试的操作应该为：将变阻器调到最大阻值处，闭合开关S1、S2，逐渐减小变阻器接入电路的阻值，直到警报器恰好发出警报。 （4）A．图甲进行操作时，若离得太远，控制电路中电磁铁产生的磁场作用较小，会造成受控电路不能接通，所以两个电路不能离得太远，故A正确，不符合题意； B．图乙要提高报警器的温度，即要使乙装置推迟报警，可以适当增大变阻器接入电路的阻值，故B错误，符合题意； C．图乙中，如果灯与报警器并联，到达设定温度时，报警器响，灯亮，故C正确，不符合题意； D．图乙中，为保证测温的方便，应该使热敏电阻两端的导线尽量长一些，以方便放入奶液中，故D正确，不符合题意。 故选B。 20．卡塔尔世界杯足球赛，球场草坪所用的自动灌溉工程得到了中国技术团队的支持。球场草坪种植的黑麦草，适合在湿度为的土壤中生长。装置设计如图，当土壤湿度高于50%时，电动机不工作。 (1)图中A线是 （选填“火线”、“零线”或“地线”）。 (2)已知图中湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度升高而增大。当土壤湿度从70%降低到50%时，电路中的电流 （选填“增大”、“不变”或“减小”），电磁铁的磁性将 （选填“增大”“不变”或“减小”），电磁铁就会把衔铁吸下来，电动机正常工作并转动送水。 (3)请用笔画线表示接线，完成图示的电路连接。要求如下： Ⅰ.闭合开关S，当土壤湿度低于50%时，电动机正常工作并转动送水；当土壤湿度高于50%时，电动机不工作停止送水。 Ⅱ.电动机的额定电压为220V，电动机接入方式需按照家庭电路安全用电的原则。 【答案】(1)零线 (2) 增大 增大 (3) 【详解】（1）由于三孔插座的接法是左零右火上接地，所以A线是零线。 （2）[1][2]因为湿敏电阻的阻值随所在土壤湿度升高而增大，所以当土壤湿度从降低到时电阻变小，由欧姆定律得电路中的电流增大，电磁铁的磁性增大，电磁铁就会把衔铁吸下来，电动机正常工作并转动送水。 （3）闭合开关S，当土壤湿度低于时，湿敏电阻的阻值变小，电流变大，电磁铁磁性变强，将衔铁吸下来，电动机正常工作并转动送水，说明电动机的左接线柱与下触点相连； 当土壤湿度高于时，湿敏电阻的阻值变大，电流变小，电磁铁磁性变弱，衔铁被弹回，断开电动机，电动机不转，停止送水，由于开关接在火线上，所以衔铁与火线相连，如下图所示： 21．阅读材料，回答问题 手机无线充电 生活中常见的手机无线充电主要方式为电磁感应充电，原理如图甲所示，交变电流通过无线充电板（送电线圈）产生磁场，手机（受电线圈）放在无线充电板上就能充电，并将电能储存到手机的锂电池内。这种无线充电的主要优势是在近距离时效率可达90%，现在很多手机都搭配了超级无线快充功能，在快充过程中的不同阶段中充电功率会根据电池的电量进行调整。我国某品牌智能手机A使用标称电压3V，容量4000mA·h的电池（此电池在放电电压3V、电流为4000毫安情况下能维持1小时完全放电），采用超级快充技术，不到10min就可把电池的电量充达一半，极大的方便了人们使用。 虽然电磁感应式无线充电具有便捷、高效等优点，但充电效率也受到多种因素影响。系统的发热程度、环境干扰物、线圈材料的电阻、对齐相对位置等都会影响能量传输的效率。例如，环境温度过高会使线圈电阻增大，影响能量传输降低充电效率；周围金属物体可能会干扰磁场分布，降低充电效率；只有当线圈对齐时才能实现高效率的充电。 (1)手机在无线充电时，手机中的受电线圈会产生感应电流，该过程与 （选填“发电机”或“电动机”）工作原理相似； (2)给电池充电过程中，将 能转化为化学能，电池相当于 （选填“用电器”或“电源”）； (3)以下______是正确的充电方式并能提高充电的效率； A．在高温环境下充电 B．将手机与充电底座紧密对齐放置 C．在充电底座周围放置金属装饰物 D．随意摆放手机进行充电 (4)用标有“输出10V 6A”字样的充电器给智能手机A电池充电，设充电器工作时输出功率保持不变，充电效率为80%，请计算说明，选用该充电器将手机A电池从零到充满电需要多长时间。 【答案】(1)发电机 (2) 电 用电器 (3)B (4)900s 【详解】（1）手机在无线充电时，手机中的受电线圈会产生感应电流，这属于磁生电，是电磁感应现象，所以该过程与发电机工作原理相似。 （2）[1][2]给电池充电过程中，将电能转化为化学能储存在电池内，因为消耗了电能，所以电池相当于用电器。 （3）A．由所给材料可知，无线充电时环境温度过高会使线圈电阻增大，影响能量传输降低充电效率，故A不符合题意； B．将手机与充电底座紧密对齐放置，就可以对齐线圈位置，符合高效率充电的条件，故B符合题意； C．在充电底座周围放置金属装饰物，金属物体会干扰磁场分布，降低充电效率，故C不符合题意； D．无线充电时，高效充电要求必须对齐线圈位置，则随意摆放手机不能实现高效率的充电，故D不符合题意。 故选B。 （4）已知手机A使用标称电压3V，容量4000mA·h的电池，则其完全放电电流为 完全放电时间为 所以手机A充满电时储存的电能为 已知充电器充电效率为80%，故将手机A充满电所消耗的总电能为 因为用标有“输出10V 6A”字样的充电器充电，且充电时输出功率保持不变，所以用该充电器将手机A电池从零到充满电所需总时间为 22．如图甲所示，广州塔109-110层安装了两个各540t容量的铁质消防水箱作为阻尼器，水箱底部装有滑轮，当塔身因外力发生倾斜时，水箱便向塔身倾斜的反方向滑动，从而抵消强风、地震等导致的塔身摇晃，保持塔身稳定，这个减震系统水箱还可以紧急提供消防用水。塔内安装了先进的烟雾灭火系统，一旦有烟雾产生，灭火系统就会启动。小明查阅资料后，模拟设计了一个“烟雾灭火系统”，如图乙所示，控制电路I≥25mA时，安全指示灯熄灭，灭火系统工作；控制电路I<25mA时，安全指示灯亮，灭火系统不工作。已知滑动变阻器P接入电路中的电阻为65Ω，电磁铁线圈电阻不计， U=6V，RC为气敏电阻，其阻值与烟雾浓度C的关系如图丙所示。 (1)如遇强台风，塔身向左倾斜时，塔内阻尼器的水箱由于 产生迟滞，相对塔身向 滑动，从而消减外力的影响，降低塔身摇晃程度。 (2)控制电路S1闭合时，电磁铁的上端为 极。 (3)由图丙可知，烟雾浓度C越大， RC越 ；烟雾浓度C≥ 时，灭火系统工作；若要提高烟雾灭火系统的灵敏度，措施有： 。 【答案】(1) 惯性 右 (2)N (3) 小 4% 选用灵敏度更高的光敏电阻 【详解】（1）[1][2]如遇强台风，塔身向左倾斜时，塔内阻尼器的水箱由于惯性产生迟滞，相对塔身向右滑动，从而消减外力的影响，降低塔身摇晃程度。 （2）控制电路S1闭合时，由安培定则可知，电磁铁的上端为N极。 （3）[1][2]由图丙可知，烟雾浓度C越大，RC越小；由控制电路I≥25mA时，安全指示灯熄灭，灭火系统工作，可得，控制电路中的总电阻为 则光敏电阻为 [3]由图丙知烟雾浓度C≥4%时，灭火系统工作；若要提高烟雾灭火系统的灵敏度，措施有：选用灵敏度更高的光敏电阻。 23．据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能源作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 (1)储氢瓶是在高压下储存氢气时，是通过 的方式使氢气液化； (2)氢燃料电池将化学能直接转化为 能供电动机使用，电动机的工作原理是 ； (3)氢燃料电池卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW；与燃油卡车相比（燃油机的效率取36%，燃油的热值取），氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量约为 kg。 【答案】(1)压缩体积 (2) 电 通电导体在磁场中受到力的作用 (3)132 【详解】（1）使气体液化的方法有降低温度和压缩体积两种。储氢瓶在高压下储存氢气，是通过压缩体积的方式使氢气液化。 （2）[1]氢燃料电池是将化学能直接转化为电能。 [2]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 （3）由题意，由，则氢燃料电池卡车行驶72km做的功 由，则燃油完全燃烧放出的热量 由，需要燃烧燃油的质量 已知每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳，则可减排二氧化碳的质量 24．梅雨季节，湿衣服久晾不干，令人烦恼.同学们设计出一款自动控制“干衣神器”，可使得衣服快速变干，请完成电路原理设计并算出相应答案.器材：开关S，电源转换器（把220V交流电压转换为6V直流电压），定值电阻R0，湿敏电阻Rx（电阻随湿度的变化关系如图所示），电磁继电器（线圈电阻不计，线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），电风扇，电热丝（电阻不变） 功能：①闭合开关S。当湿度大于40%时，机器吹热风；当湿度小于40%时，机器吹冷风。 ②受控电路（220V 工作电路）吹热风时功率为120W，吹冷风时功率为20W； (1)请以笔画线代替导线完成电路图连接； (2)定值电阻R0的阻值为 Ω； (3)电热丝的阻值为 Ω。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由图知当湿度为时，湿敏电阻的阻值为，湿敏电阻随湿度的增加而减小；若控制电路只有湿敏电阻，则电流为 电流小于0.2A，由于线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回，则需要将定值电阻和湿敏电阻并联连接时，线圈中电流才能达到0.2A，电磁继电器的动触点要接在火线上，当湿度大于时吹热风；根据图像可知，随湿度的增加，的阻值减小，控制电路中的电阻减小，电流变大，衔铁将被吸下，则电热丝要接在下方静触点上，电热丝和电风扇并联连接，电风扇不受电磁继电器的控制，电风扇直接接在火线和零线之间，如图所示： （2）当湿度达到时，控制电路的总电流为，此时定值电阻与湿敏电阻并联，根据并联电路分流特点和欧姆定律可知 由图知当湿度为时，湿敏电阻的阻值为，则有 解得 （3）由于吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W，且吹热风时电热丝和电风扇并联连接，所以电热丝消耗的功率为 则电热丝的电阻为 25．电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质锅，从而形成无数个小涡流（即电流），加速锅底分子运动，使锅底自身发热达到加热食品的目的。图甲为一种常见的电磁炉，图乙是原理示意图。某同学用电磁炉烧水，水壶中装有2kg初温为25℃的水。[当时气压为一个标准大气压，] 求： (1)由题可知，分子无规则运动越快，物体的温度 ；用电磁炉炒菜时，锅的材质应该是能被磁化的 （选填“铁”或“铜”）材料；电磁炉在使用时，锅底内能增大是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式实现的。 (2)电磁炉的加热效率为84%，水刚好烧开时，电磁炉消耗的电能多少焦？ (3)若电路中只让电磁炉和抽油烟机工作5min，能让如图丙所示的电能表的转盘转了600转，此时电路消耗的总功率为多少W? 【答案】(1) 越高 铁 做功 (2) (3)2400 【详解】（1）[1]分子无规则运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子无规则运动越快。 [2]因为电磁炉是利用高频电流产生磁场，磁化铁质锅来工作的，铜不能被磁化，所以锅的材质应该是铁。 [3]电磁炉工作时，锅底中形成涡流，电流通过导体做功产生热量，所以锅底内能增大是通过做功方式实现的。 （2）1 标准大气压下，水的沸点是100℃。水吸收的热量 由可得，电磁炉消耗的电能 （3）电能表的参数3000r/(kW⋅h)表示每消耗1kW⋅h的电能，转盘转3000转。转盘转600转消耗的电能 工作时间 根据，可得电路消耗的总功率 26．某款恒温箱的简化电路如图甲所示。控制电路中电源电压为16V，电磁铁线圈电阻R圈=50Ω，R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示；工作电路中的加热器（图中未画出）正常工作时的电阻R0=88Ω。控制电路的电流减小到0.04A，衔铁会被释放。求： (1)加热器应接在图甲中 （选填“ab”或“cd”）之间； (2)加热器正常工作10s产生的热量是多少 ？ (3)调节R滑=50Ω，则恒温箱内设定的最低温度为多少 ？ 【答案】(1)ab (2)5.5×103J (3)60℃ 【详解】（1）由图乙可知，温度升高时，热敏电阻的阻值减小，控制电路的总电阻变小，控制电路的电流变大，电磁铁的磁性增强，当恒温箱内温度达到设定最高温度时，电磁铁吸下衔铁，工作电路停止加热，所以热器应接在ab间。 （2）加热器正常工作10s产生的热量为 （3）调节R滑＝50Ω，当控制电路的电流减小到0.04A时，衔铁会被释放，此时控制电路的总电阻 则此时R的阻值 根据图像知，最低温度为60℃。 27．电动车在充电过程中，电池温度过高可能会自燃。为避免电池温度过高，某项目小组设计了如图甲所示的“自动制冷降温装置”。控制电路的电源电压U1恒为6V，当控制电路中的电流I≥20mA时，衔铁被吸下。为使温度升高至设定温度时，制冷系统开始启动，需要在实验室中选择与电磁继电器匹配的定值电阻R和热敏电阻Rt等器材。 (1)测定定值电阻的阻值。将四个待测电阻依次接在图乙所示电路的a、b之间进行测量。 ①连接电路时，开关应处于断开状态； ②实验时，将滑片移动到某位置时，电压表示数如图丙所示，电流表示数为0.2A，则定值电阻R1的阻值为 ；按同样的方法测得R2、R3、R4阻值分别为90、195、230。 (2)选择符合条件的热敏电阻和定值电阻。 ①热敏电阻的阻值随温度变化的关系如表所示，则应选用热敏电阻 （选填“Rt1”或“Rt2”），这是因为 ； t/℃ 20 30 40 50 60 70 80 90 Rt1/ 200 125 90 75 70 62 60 59 Rt2/ 25 30 45 60 105 170 290 310 ②充电过程中当电池温度达到60℃时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统开始启动，则应选择的定值电阻是 （选填“R1”“R2”“R3”或“R4”）。 (3)成品测试：经检测，充电过程中当电池温度达到60℃时，电流表示数未达到20mA，衔铁未被吸下，工作电路的制冷系统不启动。从控制电路组成的元件分析产生这一现象可能的原因是 。 【答案】(1)45 (2) Rt1 电路中的温度较高时，电流较大，启动制冷系统 R4 (3)电磁继电器线圈有电阻 【详解】（1）图丙中电压表使用小量程，分度值为0.5V，示数为9V，电流表示数为0.2A，则定值电阻R1的阻值为 （2）①[1]从表中的数据可知当温度升高时，热敏电阻Rt1的电阻变小；当温度升高时Rt2的阻值变大；设计电路中，当控制电路中电流较大，大于等于20mA时，衔铁吸下，闭合工作电路，启动制冷系统，此时电流较大，说明控制电路总电阻变小时，启动制冷系统，环境温度较高，由此可知，热敏电阻选用Rt1。 ②[2]由表格数据可知，温度60℃时热敏电阻的阻值R1=70Ω，衔铁被吸下的电流I=20mA=0.02A 可选用的阻值为 所以应该选择R4。 （3）由于电磁继电器线圈有较小电阻，所以到温度到达60℃时，电流表示数到不到使衔铁吸下的电流20mA，衔铁不能吸下，工作电流不能启动制冷系统。 28．(1)如图，将指南针水平放置在木板上，指南针静止时a端指向北方，则a端是指南针的 （选填“N极”“S极”） ； (2)放在通电螺线管旁边的通电导线受力情况如图所示（“•”表示电流方向垂直纸面向外，“×”表示电流方向垂直纸面向里），在图中，标出通电导线的受力方向； (3)如图所示，轻质弹簧一端固定在墙上，物体M沿粗糙地面水平向左运动，压缩弹簧运动到A点时，速度为vA，在方框内以点代替M，画出M经过A点时水平方向的受力示意图。 【答案】(1)N极 (2) (3) 【详解】（1）由于地理位置的北方为地磁的S极，根据磁极间的相互作用可知，a端指向北方，则a端为指南针的N极。 （2）由右侧的图可知，电流方向垂直纸面向里，且磁场方向向左，导线受力方向竖直向上；左侧图磁场方向向左，电流方向垂直纸面向外，即磁场不变，电流的方向发生改变，则导体受力的方向发生改变，受力方向竖直向下，作图如下图所示： （3）M经过A点时由于木块M向左运动，则受到水平向右的摩擦力，且向左压缩弹簧，弹簧对木块M施加水平向右的弹力，作用点均画在木块M的重心，如下图所示： 29．阴雨天，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证旅客上下动车时的安全，需在车门旁开启警示灯。如图甲所示是某同学为动车设计的模拟电路，电路中电源的电压为12V，警示灯的规格为“12V，12W”，电磁铁线圈电阻忽略不计，警示灯电阻保持不变。当空气湿度达到一定程度时，警示灯发光；湿度越大，警示灯越亮，为了提高警示效果，当空气湿度达到某一值时，电磁铁中电流达到，衔铁被吸下，警示灯就能不断闪烁。 (1)根据设计要求，应选择图乙中的 做湿敏电阻，湿敏电阻应接在图甲电路中的 位置； (2)当警示灯刚开始闪烁时，空气湿度为多少？ (3)警示灯较暗时的实际功率是多大？ 【答案】(1) B (2) (3)3W 【详解】（1）[1]根据设计要求：湿度越大，警示灯越亮； 警示灯越亮，则电流越大，电路电阻越小，即说明电路电阻随湿度变大而变小，图乙中，R2符合要求，故选择R2做湿敏电阻。 [2]根据设计要求：警示灯能不断闪烁； 若将湿敏电阻接在A处，当衔铁被吸下，电路中电流无变化，警示灯亮度不变，不符合设计要求； 若将湿敏电阻接在B处，当衔铁被吸下，湿敏电阻被短路，电路中电流变大，警示灯变亮， 湿敏电阻被短路，电磁铁无电流通过，失去磁性，释放衔铁，湿敏电阻接入电路，电路电流变小，警示灯变暗， 这样看起来警示灯就能不断闪烁，符合设计要求，故应将湿敏电阻接图甲电路中的B位置。 （2）当空气湿度达到某一值时，电磁铁中电流达到，衔铁被吸下，电源电压为， 此时电路总电阻为 警示灯电阻是 此时湿敏电阻的阻值为 由图乙可知，此时空气湿度为80%。 （3）警示灯较暗，实际功率是 30．如图1为小明自制的水位自动控制装置。用将正方体物块a挂在衔铁A端，柱形容器放置在压敏电阻R上，衔铁和R均保持水平。闭合S1、S2，调节，当线圈中电流时，衔铁与C接触，电动机带动水泵向容器内注水；当电流时，衔铁与D接触，另一电动机带动水泵向外排水，从而控制容器内水位差不变。已知：a边长为10cm，；电磁铁对衔铁的引力作用在B点；为整个排水过程， a受到的浮力和拉力大小随时间的变化图像如图2； R随拉力大小的变化图像如图3。（不计衔铁、细线和容器重，忽略线圈电阻和衔铁在CD间移动的距离，g=10N/kg） (1)带动水泵注水的电动机是 ；（选填“M1”或“M2”） (2)图2中图线 表示拉力随时间的变化关系。a的重力为 N。衔铁刚被吸下时，B点受力为 N； (3)求柱形容器的底面积； (4)要减小该装置能控制的最低水位，可采用的方法是___________。 A．仅减小R0的阻值 B．仅将支点O向右移 C．a的体积不变减小密度 D．仅减小线圈匝数 【答案】(1)M1 (2) ① 5 0.25 (3) (4)AC 【详解】（1）注水时，线圈中电流，电磁铁磁性弱，衔铁不能被吸下，衔铁与C接触，工作电路中，电动机带动水泵M1向容器内注水。 （2）[1]0~t0为整个排水过程，水位降低，正方体物块a浸入水中的体积变小，由可知，a受到的浮力变小；拉力，所以拉力F变大，故拉力随时间的变化关系的图像为①；a受到的浮力大小随时间的变化图像为②。 [2]由图2可知，时刻a物体受到的浮力为0，此时绳对A的拉力等于物体a的重力，故a的重力为5N。 [3]由图2可知，衔铁刚被吸下时，a对A点的拉力为1N，根据杠杆的平衡条件可知， 此时B点受到的作用力为 （3）开始排水时，物体a受到的浮力 此时物体a浸入水中的深度 此时电路中的电流为0.03A，电路的总电阻 压敏电阻的值 由图3可知，压敏电阻为100Ω时，柱形容器对压敏电阻的压力为；停止抽水时，电路中的电流为0.02A，电路的总电阻为 压敏电阻的值为 由图3可知，压敏电阻为200Ω时，柱形容器对压敏电阻的压力位；从开始抽水到抽水结束，容器中水重力的变化量 容器中水体积的变化量 设容器的底面积为S，则有 解得，柱形容器的底面积。 （4）A．控制注水和排水的电流不变，电路的总电阻不变，仅减小R0的阻值，需增大压敏电阻的阻值，对应的容器对压敏电阻的压力减小，最低水位降低，故A符合题意； B．仅将支点O向右移，由可知，OA增大，OB减小，衔铁被吸下时需要的FB变大，此时需要吸合电流变大，压敏电阻的阻值变小，对应的容器对压敏电阻的压力变大，所以容器中的最低水位变高，故B不符合题意； C．a的体积不变减小密度，a的重力减小，对A点的拉力减小，由可知，衔铁被吸下时需要的FB变小，此时需要吸合电流变小，压敏电阻的阻值变大，对应的容器对压敏电阻的压力变小，所以容器中的最低水位变低，故C符合题意； D．仅减小线圈匝数，电磁铁磁性减弱，需要电流较大时衔铁才能被吸下，压敏电阻的阻值变小，对应的容器对压敏电阻的压力变大，容器中的最低水位变高，故D不符合题意。 故选AC。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第17章 电磁相互作用（综合题30道） 1．如图所示是一款新型充电宝。它上面采用磁吸式可以供智能手表充电；下面是无线充电设备，利用电流流过送电线圈产生磁场，手机中的受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电，充电宝配有蓝牙音箱，可以与手机无线连接播放音乐。其电压为3.7V，并采用4000mAh超大容量电池，方便实用。 (1)充电宝在给智能手表充电时采用了磁吸固定触点，磁吸是利用 磁极相互吸引的原理制成的： (2)手机受电线圈的工作原理是 蓝牙音箱中的扬声器发声是由于纸盆的 产生的，扬声器的工作原理是 对 电流有力的作用。 (3)电池充满电储存的电能为 (4)关于磁场和磁感线，以下说法错误的是 A．磁体周围存在着磁感线 B．磁体之间的相互作用是通过磁场产生的 C．磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极的 D．磁场中，小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向 2．根据古文《论衡•是应篇》中的记载：“司南之杓（用途），投之于地，其柢（握柄）指南”，学术界于1947年想象出司南的模样并印刷在邮票上。 (1)如图（甲）所示，当磁勺在正确指南时，其A端为该磁体的 （N/S）极； (2)1952年，中国科学院物理研究所尝试制作一具司南，如（乙）所示，制作人员根据天然磁石的磁感线分布，将磁石的 （B/C/D/E）处打磨成磁勺的A端； (3)为达到理想的指向效果，制作人员将磁勺靠近一电磁铁，如图（丙）所示，闭合开关S，磁勺和电磁铁相互吸引，由此增加磁勺的磁性，请在图丙中标出电源的正负极 。 (4)小薇同学制作了如图所示的探头进行了液体压强的探究。 ①紧密蒙在探头下端的橡皮膜，形变程度越大，说明它所受的液体压强越 ； ②实验时的情形如图所示，比较 两图，可以初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大； ③比较甲图和丙图，可以初步得出结论：液体内部压强与 有关； 3．2024年1月18日，天舟七号货运飞船在中国空间站成功对接（图1甲）。当货运飞船和核心舱相互靠近时，为减缓撞击带来的影响，货运飞船与核心舱间需配置缓冲装置。 (1)“飞天”兴趣小组根据以上信息结合物理知识，设计了如图1乙所示的缓冲装置示意图。当条形磁体和通电螺线管靠近时，产生相互排斥的力，说明通电螺线管左端为 极，为增大排斥力，滑动变阻器的滑片应向 端滑动。 (2)2020年6月，袁隆平团队首次在海拔2800米的青海省海西州试种了海水稻。如图2所示是海西州当地水沸腾时的温度计示数，则水的沸点为 ℃，当地的大气压强 （选填“高于”“等于”或“低于”）标准大气压。 (3)如图3所示，当返回舱静止在水平地面时，所受重力和地面对它的 是一对平衡力。 (4)如图4所示，是一款航天员造型音箱，其工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用，如图5所示实例中与该音箱工作原理一致的是 ；（选填甲或乙）能产生感应电流的是 。（选填甲或乙） 4．将表面有金属镀层的磁体吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成导线框abcd搭在干电池的正极和磁体上，导线框abcd就会以干电池为轴转动起来，如图所示。 (1)若将磁体的N、S极对调，则导线框abcd的转动方向将 （选填“改变”或“不变”）。 (2)导线框abcd能够转动的原因是左、右两段导线受到的力的方向是 的，导线框转动时将 能转化为机械能。 (3)通电时间稍长，干电池会明显发热，原因是干电池被 ；干电池供电时将 能转化为电能。 (4)下列设备的原理与本装置的原理相同的是______。 A．电磁继电器 B．扬声器 C．动圈式话筒 D．电磁铁 5．某养生壶既可以加热也可以保温，其自动控温工作原理如图所示。控制电路中的电磁铁线圈电阻，R0是保护电阻，Rt为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如表所示，当线圈中的电流时，加热电路接通。已知控制电路的电压工作电路的电压加热电阻，，水的比热容为，水的密度。 温度 50 60 70 80 90 100 电阻 170 175 185 200 220 245 (1)养生壶保温时，金属板应与触点 （选填“a”或“b”）端相连； (2)若阻值为，则养生壶刚开始保温时的温度为多少 ℃； (3)在养生壶的加热效率为80%的情况下，某次将壶内500mL的水，从加热到需要多长时间 s； (4)若要使养生壶保温时的温度降低一些，可采取怎样的措施 。（写一条即可） 6．如图甲是恒温箱，其简化电路如图乙所示，它是通过电阻丝R1置于恒温箱内来加热空气，从而保持箱内恒温。控制电路中的电磁铁线圈电阻不计，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，热敏电阻R2置于温度监测区域，其阻值随温度变化的规律如图丙所示，控制电路的电源电压恒为12V，该继电器的启动电流为30mA（即当控制电路线圈中的电流达到30mA时，衔铁被电磁铁吸下，接通工作电路）。已知电阻丝R1的额定电压为220V，额定功率为1210W；恒温箱内部空气质量约2.2kg，空气的比热容为1×103J/（kg°C）。求： (1)控制电路中线圈是利用电流的 效应工作的，通电时它的上方是 极。 (2)正常工作20s，求电阻丝R1产生的热量能使恒温箱内的空气温度升高多少（不计热量损失）？ (3)工作电路中电阻丝R1与指示灯电路并联。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，求此时指示灯支路消耗的功率。 (4)为了使箱内温度能在50°C电热器开始工作，求滑动变阻器接入电路的阻值。 7．《哪吒2》中包含了非常多的物理知识，其中就包括哪吒的四大法宝。 (1)乾坤圈：乾坤圈通电后，能吸引铁制兵器的原理是电流的 效应，该效应由丹麦物理学家 发现； (2)混天绫：哪吒为解救陈塘关百姓，挥动混天绫搅动海水形成反向声波，声波频率远超20000Hz，从而抵消了敖丙引发的海啸。则混天绫产生的声波属于 波（选填“超声”或“次声”）。混天绫能在水面漂浮是因其所受浮力 其自身重力；（选填“大于”、“等于”或“小于”） (3)火尖枪：哪吒以火尖枪中点为支点，以20m/s的速度将枪尾下压，将处在枪头的敌人瞬间挑飞，则敌人被挑飞时的速度为 m/s；（枪长6m） (4)风火轮：前方5km处有一妖怪，以300m/s速度往前逃窜，哪吒在原地思量5秒后最终决定驾驭风火轮以500m/s的速度追击，则哪吒追上妖怪的时间为 s。 8．空气炸锅是一种新型家电，如图甲是某型号空气炸锅：其内部电路可简化为图乙，部分参数如下表所示。其工作原理是通过发热管迅速加热锅内空气，利用大功率风扇形成循环的热流，使盛放篮内的食品均匀受热，不放油也能达到类似煎炸的效果。 部分参数 风扇额定功率/W 80 发热管额定功率/W 1320 额定电压/V 220 (1)同学们研究说明书和空气炸锅的内部结构后，有以下认识，其中不合理的是 ___________ ； A．烹制食物时，不能堵住空气炸锅背部的出风口 B．空气炸锅正常工作时，发热管将电能转化为内能 C．电风扇工作是利用电磁感应原理 D．空气炸锅接地是使用炸锅的安全要点之一，所以空气炸锅必须接地线 (2)某次，该空气炸锅正常工作15min炸好一锅薯条，所消耗的电能是 kW·h； (3)某同学在家中测量空气炸锅的实际功率。当电路中只有空气炸锅工作时，发现标有“3000r/（kW·h）”的电能表的转盘1min转了60圈，则空气炸锅的实际功率为 W； (4)你认为空气炸锅正常工作电流与常见家用电器 （选填“电视机”、“空调”或“电热灭蚊器”）的正常工作电流最接近。 9．按要求完成下列小题。 (1)实验发现，当通电直导线中通有电流时，其下方的指南针会发生偏转如图甲，且导线中电流方向相反时，指南针的偏转方向也相反。图乙中电子沿着图示方向平行地飞过指南针上方时，指南针的偏转方向与图甲指南针偏转方向 （选填“相同”或“相反”或“不发生偏转”）。 (2)图1是广州市区某交通道路上使用的风光互补LED路灯的电路原理图。 ①白天阳光充足时，光控开关S断开，太阳能电板为蓄电池充电，此时蓄电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”），将 能转化为 能。 ②路灯照明部分由两盏LED灯连接而成，傍晚光控开关S闭合，两盏LED灯同时发光；若一盏LED灯因断路而不亮，另一盏LED灯仍能发光，它们是怎么连接的呢？请在图2虚线框内画出两盏LED灯的连接方式。 （LED灯用“”表示） 10．小明在重阳佳节为爷爷奶奶选购了一款足浴盆如图甲所示。这款足浴盆可以把水加热到设定的温度，其简化电路如图乙所示。 145 120 98 80 67 58 50 43 37 33 30 28 温度/℃ 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 (1)工作电路中的理疗装置与是 （选填“串联”或“并联”）的；控制电路的电磁继电器是利用电流的 效应工作的。 (2)当工作电路接通时，通过断开或闭合，可使足浴盆处于单加热状态或红外理疗状态。已知电热丝的电阻是，足浴盆处于单加热状态的电功率是多少？红外理疗装置的电功率是，足浴盆处于红外理疗状态时，工作电路5分钟消耗的电能是多少？ (3)控制电路的电源电压恒定，闭合开关S，当水温低于设定温度时，电磁铁吸下衔铁，工作电路接通开始加热；当水温达到设定温度（控制电路的电流达到某一定值），衔铁弹起，停止加热。温控电阻置于温度检测区域，它的阻值随温度变化的关系如上表所示。通过调节变阻器来控制设定温度，当设定温度为43℃时，的阻值是的2倍。小明为爷爷奶奶将水温设定为45℃，此时变阻器的阻值应调节为多少？ 11．超市里的压力式自动扶梯，有乘客时运行较快，无乘客时运行较慢，某自动扶梯为避免质量小于40kg的儿童上梯时电梯加快运行，触发其加快运行的乘员质量至少为40kg。其简易电路如图甲所示，Ⓜ为电动机，限流电阻R1的阻值为10Ω，R2为力敏电阻（安装在电梯入口区域，所受压力大小与乘员重力大小相等），其阻值随压力变化部分图线如图乙所示，R3是电阻箱（阻值可在0~999.9Ω间调节，且能读数的变阻器），g取10N/kg。试问： (1)电磁铁的工作原理是 。 (2)若电动扶梯工作电压是220 V，电动扶梯低速运行时工作电路中的电流为6A，则此时电动机的实际功率为多大？ (3)已知控制电路电源电压为6V，电磁继电器的衔铁吸合电流为100mA，线圈电阻不计，为避免质量小于40kg的儿童独自上梯时电梯加快运行，则电阻箱阻值应设置为多大？ (4)经调查发现，40kg的触发值设置不够恰当，使得个别体重较轻的少年乘坐电梯时运行太慢，若想减小触发质量，请你说出一种可行的做法，并简要说明原因。 12．热爱探究的安安买了一个磁悬浮地球仪，如图甲所示。他好奇它悬浮的原因，于是打开磁悬浮地球仪，发现内部安装有一块强磁体，环形底座是一个空心的电磁铁，只要底座上通上电源，地球仪就可以悬浮起来。 (1)磁悬浮地球仪是利用电流的 漂浮在半空中的。通电后地球仪底部磁极和底座上方磁极极性 （选填“相同”或“相反”）；增大电磁铁中的电流，地球仪稳定时受到的磁力将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)安安继续上网查询磁悬浮列车知识，获悉磁悬浮列车是利用磁体间相互作用使列车悬浮起来。如图乙是列车悬浮时电磁铁的简易图，可知电磁铁工作时，上端是 极；当列车内的乘客增加时，如果是靠变阻器来控制列车的悬浮稳定，图中变阻器滑片应该向 （选填“a”或“b”）端移动。 (3)阴雨天，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证旅客上下动车时的安全，安安设计了如图丙警示灯的模拟电路。在电路中串联一个湿敏电阻，当湿度变大，电流高达一定程度时警示灯才发光，因此应选择图丁中的 （选填“R1”或“R2”）湿敏电阻；为了提高警示效果，要求警示灯能亮暗闪烁，湿敏电阻应连接在图丙中的 （选填“A”、“B”或“C”）位置。 13．如图甲所示为某物理实验室用的恒温箱，其内部简化电路如图乙所示。控制电路中电源电压为36 V且保持不变，电磁铁线圈电阻为50 Ω，R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图丙所示；工作电路中的加热器（图中未画出）正常工作时的电阻为44 Ω。求： (1)在图乙中，控制电路中电磁铁的上端为 极；工作电路中加热器应接在 （选填“ab”或“cd”）之间； (2)加热器正常工作6s产生的热量是多少？ (3)控制电路的电流减小到0.036 A，衔铁会被释放。则当调节 时，恒温箱内设定的最低温度为多少摄氏度？ (4)若使恒温箱内设定的最低温度提高一些，可将的滑片向 滑动一点。 14． (1)汽车启动原理图如图所示，汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于接通电路）。下列有关说法错误的是_______。 A．此时通电螺线管产生磁性 B．通电螺线管E端的磁极为S极 C．汽车钥匙是绝缘体 D．通电螺线管两端电压与电动机两端电压不同 (2)如图所示是某宾馆走廊廊灯的自动控制电路，走廊入口上方安装有反射式光电传感器，当人靠近到一定距离时，从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收，接收器中的光敏电阻R0阻值减小，定值电阻R两端的电压 ，同时电磁铁磁性 ，工作电路接通，灯泡发光，图中电磁铁的上端是 极。 15．中国高铁位居世界前列，成为了中国一张亮丽的名片，具有节能、快速、高效、安全、智能和舒适等优势。 (1)节能；动车组减速过程中，可以将机械能转化为电能，实现节能。图 （填“a”或“b”）与其工作原理相同。 (2)快速；复兴号某动车组在高速运行时，若空气阻力占总阻力的80%，与速度的关系为（，的单位为），当该动车组以400km/h的速度匀速直线运动时，该动车组牵引力每小时至少做功 J。（为方便计算，数据已作简化处理） (3)高效；列车网络控制系统可以依托大数据优化停靠站，提高效率。优化前，一动车组以速度匀速行驶，经停某站，先减速一段时间，然后停一段时间，再加速一段时间，恰好恢复到原速度继续匀速行驶。优化后，该动车组不停靠此站，可视为在原路线上一直以速度匀速行驶，则该动车组因不停靠此站而节省的时间为 。（该动车组加速阶段、减速阶段的平均速度均为，题中所给的物理量均为已知量） (4)安全；如图（c），受电弓安装在高铁车箱的顶部，受电弓的碳钢滑板与供电线接触。如果碳钢滑板的同一位置与供电线持续摩擦，会缩短碳钢滑板的使用寿命，更会影响动车组的运行安全，那么图 （填“d”或“e”）的设计能使碳钢滑板的磨损均匀化。 (5)智能；某小组设计了一个冻雨预警电路，如图（f）所示。闭合S后，当环境温度低于0℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，警示灯一直发光并出现持续的亮暗交替现象，发出预警。已知：电源电压恒为6V，定值电阻为10，警示灯标有“6V；0.5A”。当电磁铁线圈中的电流时，电磁铁吸下衔铁，使动触点与下方静触点接触。为实现预警功能，温控开关与湿控开关应 联，请选择合适的接线柱，用笔画线代替导线将电路连接完整 。（图中温控开关与湿控开关之间已正确连接，电磁铁线圈的电阻、温控开关与湿控开关的电阻均忽略不计，只能在标有字母的接线柱上连接导线，导线不能交叉） (6)中国高铁的发展，彰显了我国在科技创新领域的强大实力。请写出你想象的中国高铁最智慧的样子： 。 16．在互联网时代，传感器担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能。其中热敏传感器主要运用了热敏电阻来测量温度的变化。甲是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警线路图，其中热敏电阻的阻值R随温度t变化的图象如图乙所示，请回答以下问题： (1)闭合开关S1时，电磁铁d端为 极，为使温度升高到报警温度时发出报警信息，开关c应与触点 （选填“a”或“b”）相接通； (2)该报警器的控制电路的心脏是电磁铁，下列实验中与其工作原理相同的是 （选填序号）； (3)若通过电磁铁线圈ed的电流I0≥10mA才会报警，直流电源U1为18V，欲实现温度达到或超过60℃报警器响起，则滑动变阻器最大阻值不能小于 Ω。在其它条件不变的情况下，控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，将导致报警温度比原来设定的温度 （选填“高”或“低”）。若此时将滑动变阻器向 （选填“左”或“右”）移动，可达到原来的报警温度。 17．植物长时间缺水会导致土壤湿度过低，影响生长。在跨学科实践课上，某小组同学们开展了“设计自动浇花装置”的活动。 任务一：设计浇花装置 小组同学将小型水泵接入如图甲所示的电路，闭合开关，水泵开始工作，将水箱中的水输送到花盆中，实现浇花的目的。若要使水泵输送的水流大小可调节，可在电路中串联一个 ；水泵的核心部件电动机的工作原理是 。 任务二：优化浇水装置 小华同学希望增加根据土壤湿度自动浇水的功能，把土壤湿度传感器插入土壤中，如图乙所示，并设计了如图丙所示的控制电路。控制电路电压恒为12V，Rx为湿敏电阻。当土壤湿度低于设定值时，Rx阻值减小，使得通过电磁铁线圈的电流≥30mA，衔铁被吸下，水泵启动；当湿度达标后，会使电流<30mA，衔铁弹回，指示灯L亮。请在图乙虚线框中正确连接水泵和指示灯 。 任务三：调试浇水装置 若要求当土壤湿度为20%（此时时启动水泵，则滑动变阻器的阻值应调节为 Ω；若希望在土壤湿度更高时（如25%）就开始浇水，滑动变阻器的滑片应向 （选填“左”或“右”）调节。 18．深入落实国家关于碳达峰碳中和重大决策，推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式。某校积极响应号召，物理社团开展关于日常生活、生产中利用太阳能的调研活动。他们观察到城市、乡村道路旁如图甲所示的风光互补路灯系统，可利用风力和太阳能发电，并将电能输送至蓄电池储存起来供LED路灯照明使用。其自动控制电路如图丙所示，为保护电阻（阻值不变），R为光敏电阻。白天太阳能电池板或风力发电机为蓄电池充电，夜晚蓄电池为LED灯供电照明。 请结合上述信息回答下列问题： (1)太阳能电池板的主要材料是晶体硅，它属于 （选填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”）。风力发电机的工作原理是 现象。 (2)顶端风机叶片采用了翼型技术，如图乙所示，当风从左向右水平吹向水平扇叶A时，水平扇叶A将 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动。 (3)如图丙所示，闭合开关S，电磁铁的上端是 （选填“N”或“S”）极。 (4)蓄电池的额定电压为12V，容量为400A·h。风力发电机的输出功率P与风速v的关系如图丁所示，当风速为12m/s时，仅靠风力发电的情况下，仅将蓄电池的电量由20%充到70%需要 h。 (5)请你再写出一个日常生活、生产中应用太阳能的实例： 。 19．小军在学习了电磁继电器后，决定为刚出生的妹妹设计一款温奶报警器，他的设想是：加热奶液的过程中，当奶液温度上升到设定温度时，报警器就会自动报警。 (1)他准备利用教科书上的电路图进行设计，电路图如图甲所示，在水银温度计中封入一段金属丝，有关该电路图的相关说法不合理的是（　　） A．当温度升高时，温度计的水银柱将下降 B．控制电路的电源正负极互换后也可以正常工作 C．两个电路中可各增加一个变阻器来保护电路 D．该电路的工作原理：当温度达到金属丝下端所指的温度时，控制电路接通将衔铁吸引过来，同时受控电路接通使电铃发出报警信号 (2)聪明的小军联想到热敏电阻的阻值会随着温度的变化而变化，于是尝试用热敏电阻替代温度计，改进并设计了如图乙所示的电路，小军认为电路中热敏电阻的阻值应随着温度的升高而增大，你认为是否合理?答： ； (3)器材准备完毕，按照图乙连接电路，将热敏电阻放入到42℃的奶液中并充分接触后，要使在该温度下报警器报警，需要做的初步调试工作是： ； (4)关于探究过程的反思，下列说法中不合理的是（　　） A．图甲进行操作时，两个电路不能离得太远 B．图乙要提高报警器的温度，可以适当减小变阻器接入电路的阻值 C．图乙要求报警时，报警器响，灯亮，灯可以与报警器并联 D．图乙为保证测温的方便，应该使热敏电阻两端的导线尽量长一些 20．卡塔尔世界杯足球赛，球场草坪所用的自动灌溉工程得到了中国技术团队的支持。球场草坪种植的黑麦草，适合在湿度为的土壤中生长。装置设计如图，当土壤湿度高于50%时，电动机不工作。 (1)图中A线是 （选填“火线”、“零线”或“地线”）。 (2)已知图中湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度升高而增大。当土壤湿度从70%降低到50%时，电路中的电流 （选填“增大”、“不变”或“减小”），电磁铁的磁性将 （选填“增大”“不变”或“减小”），电磁铁就会把衔铁吸下来，电动机正常工作并转动送水。 (3)请用笔画线表示接线，完成图示的电路连接。要求如下： Ⅰ.闭合开关S，当土壤湿度低于50%时，电动机正常工作并转动送水；当土壤湿度高于50%时，电动机不工作停止送水。 Ⅱ.电动机的额定电压为220V，电动机接入方式需按照家庭电路安全用电的原则。 21．阅读材料，回答问题 手机无线充电 生活中常见的手机无线充电主要方式为电磁感应充电，原理如图甲所示，交变电流通过无线充电板（送电线圈）产生磁场，手机（受电线圈）放在无线充电板上就能充电，并将电能储存到手机的锂电池内。这种无线充电的主要优势是在近距离时效率可达90%，现在很多手机都搭配了超级无线快充功能，在快充过程中的不同阶段中充电功率会根据电池的电量进行调整。我国某品牌智能手机A使用标称电压3V，容量4000mA·h的电池（此电池在放电电压3V、电流为4000毫安情况下能维持1小时完全放电），采用超级快充技术，不到10min就可把电池的电量充达一半，极大的方便了人们使用。 虽然电磁感应式无线充电具有便捷、高效等优点，但充电效率也受到多种因素影响。系统的发热程度、环境干扰物、线圈材料的电阻、对齐相对位置等都会影响能量传输的效率。例如，环境温度过高会使线圈电阻增大，影响能量传输降低充电效率；周围金属物体可能会干扰磁场分布，降低充电效率；只有当线圈对齐时才能实现高效率的充电。 (1)手机在无线充电时，手机中的受电线圈会产生感应电流，该过程与 （选填“发电机”或“电动机”）工作原理相似； (2)给电池充电过程中，将 能转化为化学能，电池相当于 （选填“用电器”或“电源”）； (3)以下______是正确的充电方式并能提高充电的效率； A．在高温环境下充电 B．将手机与充电底座紧密对齐放置 C．在充电底座周围放置金属装饰物 D．随意摆放手机进行充电 (4)用标有“输出10V 6A”字样的充电器给智能手机A电池充电，设充电器工作时输出功率保持不变，充电效率为80%，请计算说明，选用该充电器将手机A电池从零到充满电需要多长时间。 22．如图甲所示，广州塔109-110层安装了两个各540t容量的铁质消防水箱作为阻尼器，水箱底部装有滑轮，当塔身因外力发生倾斜时，水箱便向塔身倾斜的反方向滑动，从而抵消强风、地震等导致的塔身摇晃，保持塔身稳定，这个减震系统水箱还可以紧急提供消防用水。塔内安装了先进的烟雾灭火系统，一旦有烟雾产生，灭火系统就会启动。小明查阅资料后，模拟设计了一个“烟雾灭火系统”，如图乙所示，控制电路I≥25mA时，安全指示灯熄灭，灭火系统工作；控制电路I<25mA时，安全指示灯亮，灭火系统不工作。已知滑动变阻器P接入电路中的电阻为65Ω，电磁铁线圈电阻不计， U=6V，RC为气敏电阻，其阻值与烟雾浓度C的关系如图丙所示。 (1)如遇强台风，塔身向左倾斜时，塔内阻尼器的水箱由于 产生迟滞，相对塔身向 滑动，从而消减外力的影响，降低塔身摇晃程度。 (2)控制电路S1闭合时，电磁铁的上端为 极。 (3)由图丙可知，烟雾浓度C越大， RC越 ；烟雾浓度C≥ 时，灭火系统工作；若要提高烟雾灭火系统的灵敏度，措施有： 。 23．据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能源作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 (1)储氢瓶是在高压下储存氢气时，是通过 的方式使氢气液化； (2)氢燃料电池将化学能直接转化为 能供电动机使用，电动机的工作原理是 ； (3)氢燃料电池卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW；与燃油卡车相比（燃油机的效率取36%，燃油的热值取），氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量约为 kg。 24．梅雨季节，湿衣服久晾不干，令人烦恼.同学们设计出一款自动控制“干衣神器”，可使得衣服快速变干，请完成电路原理设计并算出相应答案.器材：开关S，电源转换器（把220V交流电压转换为6V直流电压），定值电阻R0，湿敏电阻Rx（电阻随湿度的变化关系如图所示），电磁继电器（线圈电阻不计，线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），电风扇，电热丝（电阻不变） 功能：①闭合开关S。当湿度大于40%时，机器吹热风；当湿度小于40%时，机器吹冷风。 ②受控电路（220V 工作电路）吹热风时功率为120W，吹冷风时功率为20W； (1)请以笔画线代替导线完成电路图连接； (2)定值电阻R0的阻值为 Ω； (3)电热丝的阻值为 Ω。 25．电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质锅，从而形成无数个小涡流（即电流），加速锅底分子运动，使锅底自身发热达到加热食品的目的。图甲为一种常见的电磁炉，图乙是原理示意图。某同学用电磁炉烧水，水壶中装有2kg初温为25℃的水。[当时气压为一个标准大气压，] 求： (1)由题可知，分子无规则运动越快，物体的温度 ；用电磁炉炒菜时，锅的材质应该是能被磁化的 （选填“铁”或“铜”）材料；电磁炉在使用时，锅底内能增大是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式实现的。 (2)电磁炉的加热效率为84%，水刚好烧开时，电磁炉消耗的电能多少焦？ (3)若电路中只让电磁炉和抽油烟机工作5min，能让如图丙所示的电能表的转盘转了600转，此时电路消耗的总功率为多少W? 26．某款恒温箱的简化电路如图甲所示。控制电路中电源电压为16V，电磁铁线圈电阻R圈=50Ω，R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示；工作电路中的加热器（图中未画出）正常工作时的电阻R0=88Ω。控制电路的电流减小到0.04A，衔铁会被释放。求： (1)加热器应接在图甲中 （选填“ab”或“cd”）之间； (2)加热器正常工作10s产生的热量是多少 ？ (3)调节R滑=50Ω，则恒温箱内设定的最低温度为多少 ？ 27．电动车在充电过程中，电池温度过高可能会自燃。为避免电池温度过高，某项目小组设计了如图甲所示的“自动制冷降温装置”。控制电路的电源电压U1恒为6V，当控制电路中的电流I≥20mA时，衔铁被吸下。为使温度升高至设定温度时，制冷系统开始启动，需要在实验室中选择与电磁继电器匹配的定值电阻R和热敏电阻Rt等器材。 (1)测定定值电阻的阻值。将四个待测电阻依次接在图乙所示电路的a、b之间进行测量。 ①连接电路时，开关应处于断开状态； ②实验时，将滑片移动到某位置时，电压表示数如图丙所示，电流表示数为0.2A，则定值电阻R1的阻值为 ；按同样的方法测得R2、R3、R4阻值分别为90、195、230。 (2)选择符合条件的热敏电阻和定值电阻。 ①热敏电阻的阻值随温度变化的关系如表所示，则应选用热敏电阻 （选填“Rt1”或“Rt2”），这是因为 ； t/℃ 20 30 40 50 60 70 80 90 Rt1/ 200 125 90 75 70 62 60 59 Rt2/ 25 30 45 60 105 170 290 310 ②充电过程中当电池温度达到60℃时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统开始启动，则应选择的定值电阻是 （选填“R1”“R2”“R3”或“R4”）。 (3)成品测试：经检测，充电过程中当电池温度达到60℃时，电流表示数未达到20mA，衔铁未被吸下，工作电路的制冷系统不启动。从控制电路组成的元件分析产生这一现象可能的原因是 。 28．(1)如图，将指南针水平放置在木板上，指南针静止时a端指向北方，则a端是指南针的 （选填“N极”“S极”） ； (2)放在通电螺线管旁边的通电导线受力情况如图所示（“•”表示电流方向垂直纸面向外，“×”表示电流方向垂直纸面向里），在图中，标出通电导线的受力方向； (3)如图所示，轻质弹簧一端固定在墙上，物体M沿粗糙地面水平向左运动，压缩弹簧运动到A点时，速度为vA，在方框内以点代替M，画出M经过A点时水平方向的受力示意图。 29．阴雨天，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证旅客上下动车时的安全，需在车门旁开启警示灯。如图甲所示是某同学为动车设计的模拟电路，电路中电源的电压为12V，警示灯的规格为“12V，12W”，电磁铁线圈电阻忽略不计，警示灯电阻保持不变。当空气湿度达到一定程度时，警示灯发光；湿度越大，警示灯越亮，为了提高警示效果，当空气湿度达到某一值时，电磁铁中电流达到，衔铁被吸下，警示灯就能不断闪烁。 (1)根据设计要求，应选择图乙中的 做湿敏电阻，湿敏电阻应接在图甲电路中的 位置； (2)当警示灯刚开始闪烁时，空气湿度为多少？ (3)警示灯较暗时的实际功率是多大？ 30．如图1为小明自制的水位自动控制装置。用将正方体物块a挂在衔铁A端，柱形容器放置在压敏电阻R上，衔铁和R均保持水平。闭合S1、S2，调节，当线圈中电流时，衔铁与C接触，电动机带动水泵向容器内注水；当电流时，衔铁与D接触，另一电动机带动水泵向外排水，从而控制容器内水位差不变。已知：a边长为10cm，；电磁铁对衔铁的引力作用在B点；为整个排水过程， a受到的浮力和拉力大小随时间的变化图像如图2； R随拉力大小的变化图像如图3。（不计衔铁、细线和容器重，忽略线圈电阻和衔铁在CD间移动的距离，g=10N/kg） (1)带动水泵注水的电动机是 ；（选填“M1”或“M2”） (2)图2中图线 表示拉力随时间的变化关系。a的重力为 N。衔铁刚被吸下时，B点受力为 N； (3)求柱形容器的底面积； (4)要减小该装置能控制的最低水位，可采用的方法是___________。 A．仅减小R0的阻值 B．仅将支点O向右移 C．a的体积不变减小密度 D．仅减小线圈匝数 学科网（北京）股份有限公司 $