原創精品資源學科網獨家享有版權，侵權必究！第二十章《電與磁》單元基礎鞏固與培優必刷達標卷（考試時間：80分鐘試卷滿分：100分）一、單項選擇題（本大題共7小題，每小題3分，共21分）在每小題列出的四個選項中，只有一個是正確的。1．關于地磁場，下列說法中正確的是（）A．磁感線是磁場中真實存在的曲線B．地球周圍的地磁場的磁感線是從地磁S極出發回到地磁N極C．教室里水平放置、能自由轉動的小磁針靜止時N極指向地理南極D．指南針是我國古代四大發明之一，它能指南北是因為受到地磁場的作用【答案】D【詳解】A．磁感線是為了描述磁場而引入的，不存在，故A錯誤；B．磁體外部磁感線都是從N極出發，回到S極，地磁場的磁感線也一樣，故B錯誤；C．教室里水平放置、能自由轉動的小磁針的磁場與地磁場相互作用，靜止時，小磁針的N極指向地理北極，故C錯誤；D．指南針是我國古代四大發明之一，指南針能夠指南北，為我們辨別方向，是因為指南針的磁場和地磁場的相互作用，使指南針受到地磁場給的力的作用，靜止時針尖指向地理南方，故D正確。故選D。2．小明家有一款磁懸浮音箱（圖甲），其內部電路圖如圖乙所示。下列對此音箱的說法正確的是（）A．調節滑片P位置可調節音箱懸浮高度 B．通電后底座的周圍存在許多磁感線C．音箱懸浮利用了異名磁極相互吸引的原理 D．音箱底部的永磁鐵的A端為S極【答案】A【詳解】A．由圖可知，閉合開關，使音箱懸浮后，調節滑片P，電磁鐵線圈中的電流發生變化，磁性大小發生變化，音箱受到的磁力發生變化，音箱與底座之間的距離發生變化，音箱懸浮高度發生變化，故A正確；B．通電后底座的周圍存在磁場，但不存在磁感線，磁感線是人們為了形象方便地描述磁場而假想的曲線，故B錯誤；C．磁懸浮音箱利用了同名磁極相互排斥的原理，故C錯誤；D．由安培定則和圖示可知，右手握住螺線管，四指指向電流的方向，大拇指指向螺線管的上端，則螺線管的上端為N極、下端為S極，磁懸浮音箱利用了同名磁極相互排斥的原理，所以音箱底部磁體的A端應該是N極，故D錯誤。故選A。3．如圖所示，是某同學自制的簡易電磁鎖原理圖。閉合開關S，滑片P向左移動，使靜止在水平桌面的條形磁體滑動，打開門鎖。下列說法正確的是（）A．通電后電磁鐵a端為S極B．滑片向左移動的過程中電磁鐵的磁性增強C．條形磁體在滑動過程中受到向左的摩擦力D．條形磁體在滑動過程中受到的摩擦力變小【答案】B【詳解】A．由圖中可知，通電后電流從電磁鐵的b端流入，由安培定則可知，電磁鐵的a端為N極，故A錯誤；B．滑片向左移動的過程中，滑動變阻器接入電路中的阻值變小，故電路中電流變大，則電磁鐵的磁性增強，故B正確；C．因條形磁鐵的b端為S極，故由異名磁極相互吸引可知，條形磁體會受到向左的磁力作用而向左滑動，故條形在滑動過程中受到桌面向右的摩擦力，故C錯誤；D．條形磁體在滑動過程中，在豎直方向上處于受力平衡狀態，條形磁鐵與桌面之間的壓力和粗糙程度不變，故條形磁體在滑動過程中受到的摩擦力不變，故D錯誤。故選B。4．風能作為一種清潔的新能源，越來越受到世界各國的重視。風力發電已成為我國新能源戰略的重要組成部分。下列選項中與風力發電機原理相同的是（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】風力發電，消耗風能，產生電能，是將風能轉化為電能的過程，所以，原理是電磁感應。A．圖中是奧斯特實驗，小磁針發針偏轉說明通電導體周圍有磁場，故A不符合題意；B．圖中是利用電磁繼電器進行控制的電路，電磁鐵通電時有磁性，斷電時無磁性，電鈴就是利用電磁鐵的這個特性工作的，故B不符合題意；C．當圖中線圈在磁場中做切割磁感線運動時，燈泡會發光，這是電磁感應，與發電機的原理相同，故C符合題意；D．圖中開關閉合后，電路中有電流，通電導體受到磁場力的作用發生運動，即是電動機的制作原理，故D不符合題意。故選C。5．如圖所示為直流電動機的工作原理圖，下列說法正確的是（）A．通電后線圈轉動的過程中ab和cd受力方向相同B．線圈從圖中位置轉過90°時，線圈受力平衡C．通電后線圈轉動的過程中，消耗的電能全部轉化為機械能D．通電后線圈轉動的原理是電磁感應【答案】B【詳解】A．通電后線圈轉動的過程中ab和cd受力方向是相反的，故A錯誤；B．線圈從圖中位置轉過90°時，恰好處于平衡位置，線圈受力平衡，故B正確；C．通電后線圈轉動的過程中，線圈中有電流，線圈會發熱，故消耗的電能一部分轉化為機械能，另一部分轉化為內能，故C錯誤；D．通電后線圈轉動的原理是通電線圈在磁場中受到力的作用，故D錯誤。故選B。6．我國自行研制的第三艘航空母艦福建號采用了最先進的電磁彈射器。電磁彈射器的彈射車處于強磁場中，當彈射車內的導體有強電流通過時，彈射車就給艦載機提供強大的推力而快速起飛。下列各圖能正確反映電磁彈射器工作原理的是（）

A．

B．

C．

D．

【答案】C【詳解】依題意電磁彈射器的彈射車處于強磁場中，當彈射車內的導體有強電流通過時，彈射車就給艦載機提供強大的推力，由此可知其原理是通電導體在磁場中受力運動，與電動機原理相同。A．圖A是奧斯特實驗，說明電流周圍存在磁場，故A不符合題意；B．圖B是探究電磁鐵磁性強弱與線圈匝數的關系，故B不符合題意；C．圖C有電源，通電導體在磁場中受力運動，是電動機原理，故C符合題意；D．圖D沒有電源，是探究電磁感應現象的實驗，故D不符合題意。故選C。7．如圖是小明利用光敏電阻為居民樓門口設計的一種智能照明電路，L為“220V22W”照明燈，天暗時自動發光，天亮時自動熄滅。控制電路中，電源由兩節干電池串聯而成。R1為定值電阻，R2為阻值會隨著光照強度變化而變化的光敏電阻。下列說法中不正確的是（）A．受控電路中導線a端應連接照明電路的火線B．提高控制電路電源電壓，L白天也可能發光C．當光照強度增大時，控制電路總功率將增大D．為了讓燈在天更暗時才發光，可換用阻值更小的R1【答案】B【詳解】A．開關控制燈泡時，開關接在火線上，所以，受控電路中導線a端應連接照明電路的火線，故A正確，不符合題意；B．如果提高控制電路的電壓，由歐姆定律知道，控制電路中的電流增大，在白天時，控制電路的電流很大，銜鐵會被吸下，照明燈L不發光，且到晚上時，由于控制電路的電壓高、電流大，也可能導致銜鐵被吸下，照明燈L也可能不發光，故B錯誤，符合題意；C．當光照強度增大時，光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小，根據串聯電路的電阻關系知道，控制電路的總電阻變小，根據歐姆定律可知，電路中的電流變大，由P＝UI知道，控制電路的功率變大，故C正確，不符合題意；D．根據題意知道，照明燈在天暗時發光，說明此時照明電路閉合，即銜鐵上動觸點與靜觸點接觸，由圖知道，此時銜鐵應被釋放，則電磁鐵的磁性減弱，說明控制電路中的電流變小，由知道，控制電路中的電阻變大，即此時光敏電阻的阻值變大，反之，天亮時光敏電阻的阻值變小，所以，該光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減??；電磁鐵的吸合電流不變，控制電路電源電壓不變，由歐姆定律知道，銜鐵被吸下時電路的總電阻不變，要在環境光線更弱時才啟動節能燈照明，此時光敏電阻的阻值較大，則應換用阻值較小的R1，故D正確，不符合題意。故選B。二：填空題（本題有7小題，每空1分，共21分）8．如圖所示是我國早期的指南針——司南。東漢學者王充在《論衡》中記載：“司南之杓，投之于地，其柢指南”，其“柢”指南是因為受到的作用，“柢”應該為該磁體的極。司南在光滑的青銅盤比在粗糙的桌面上更能正確指向，是因為司南與桌面之間的影響了實驗效果?！敬鸢浮康卮艌瞿夏Σ亮Α驹斀狻縖1]司南是用天然磁石磨制成的勺子，其本質就是一塊磁鐵，在地磁場中受到磁力的作用。[2]由“司南之杓，投之于地，其柢指南”可知，司南的長柄指的是地理的南極，即地磁的N極，所以其“柢”應該為磁體的南極，即S極。[3]把天然磁石按照正確方法打磨成磁勺后，放在粗糙的木盤上，使磁勺水平自由轉動直至最終靜止，由于摩擦力較大，磁勺總不能正確指向，將粗糙木盤換成較光滑的青銅盤，摩擦力減小了才略有改善。這是因為司南與桌面之間的摩擦力影響了實驗效果。9．兩根平行導線通電后會出現如圖甲所示的現象（圖中實線、虛線分別表示通電前后的情況），由此可以推斷出在圖乙所示的電路中，當開關S閉合時，螺線管的長度會（選填“變長”或“變短”，不考慮摩擦），你判斷的依據是；如果螺線管左端是N極，則電源的右端是極?！敬鸢浮孔兌逃捎诼菥€管上相鄰導線中電流方向都相同，導線相互吸引正【詳解】[1][2]根據圖（甲）所示的現象可知，電流方向相同時，兩導線會相互吸引；圖乙中，當開關S閉合時，由于螺線管上相鄰導線中電流方向都相同，導線相互吸引，故螺線管的長度會變短。[3]圖乙中，螺線管的左端為N極，右端為S極，根據螺線管的線圈繞向，利用安培定則可知，電流從螺線管的右端流入，左端流出；所以電源右端是正極。10．如圖所示是一種溫度自動控制裝置的原理圖。制作水銀溫度計時在玻璃管中封入一段金屬絲，“電源1”的兩極分別與水銀和金屬絲相連。（1）閉合開關S后，當溫度達到℃時，發熱電阻就停止加熱；（2）當電磁鐵中有電流通過時，若它的左端為N極，則“電源1”的端為正極；（3）為增強電磁鐵的磁性，下列措施一定可行的是（填序號）。①增大“電源1”的電壓

②減小“電源2”的電壓③減少電磁鐵線圈匝數

④改變電磁鐵中電流方向【答案】90右①【詳解】（1）[1]水銀是導體，當溫度達到90℃，水銀柱接觸到溫度計上端的金屬絲使電磁鐵電路接通，此時電磁鐵線圈中有電流通過，線圈中就會產生磁性，吸引銜鐵，右端的電路斷開，發熱電阻停止加熱。（2）[2]當電磁鐵中有電流通過時，若它的左端為N極，根據安培定則可知，此時線圈中的電流方向在外部是向上的，則“電源1”的右端為正極。（3）[3]電磁鐵的磁性強弱與電流大小、線圈匝數有關；為增強電磁鐵的磁性，可通過增大電流、增加線圈匝數實現，故①符合題意，②③④不符合題意。故選填①。11．如圖所示的裝置，線圈abcd轉動過程中經過甲、乙位置。

（1）圖甲中ab段導線的電流方向是（選填“由a到b”或“由b到a”），圖乙中ab段導線的電流方向是（選填“由a到b”或“由b到a”）；（2）圖甲中ab段導線所受磁場力F的方向豎直向上，請標出圖乙中ab段導線所受磁場力的方向；（3）本裝置是采用的辦法使線圈連續轉動下去。【答案】由b到a由a到b

改變電流方向【詳解】（1）[1]由于電流從電源的正極出發，故圖甲中ab的電流方向是由b到a。[2]在圖乙中，導線ab中的電流方向是由a到b，與圖甲的電流方向相反。（2）[3]磁場方向不變，導線ab中的電流方向改變，所以導線ab的受力方向改變，圖甲中導線ab的受力方向向上，所以圖乙中導線ab的受力方向向下，如下圖所示

（3）[4]由圖可知，本裝置是采用改變電流方向的辦法使線圈連續轉動下去，圖中換向器起到改變電流方向的作用。12．如圖所示，兩根絕緣細線懸掛著的導體ab，放在U形磁鐵中央，ab兩端連接著導線，在虛線框中接入（選填“靈敏電流計”或“電池組”時可以探究電磁感應現象，要完成該實驗，應閉合開關，導體ab應（選填“上下”或“左右”）運動，這就是（選填“發電機”或“電動機”）的工作原理。【答案】靈敏電流計左右發電機【詳解】[1]電磁感應現象是閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時產生感應電流的現象，因此要探究電磁感應現象，虛框中應接入靈敏電流計。[2]應閉合開關，導體ab要切割磁感線，應左右運動。[3]發電機的工作原理是電磁感應現象，電動機的工作原理為通電導體在磁場中受力的作用。13．人工心臟泵可短時間代替心臟工作，如圖是該裝置的示意圖磁體固定在左側，線圈AB固定在用軟鐵制成的活塞柄上（相當于一個電磁鐵），活塞筒通過閥門與血管相通，閥門S1只能向外開啟，S2只能向內開啟，線圈中的電流從A流向B時，電磁鐵左端是極，血液會（選填“流入”或“流出”）活塞筒，該裝置工作時，線圈AB中的電流方向（選填“需要”或“不需要”）改變?！敬鸢浮縎流入需要【詳解】[1]線圈中的電流從A流向B時，根據安培定則，電磁鐵右端N極，左端S極。[2]異名磁極相互吸引，此時活塞左移，筒內壓強減小，血液流入筒。[3]因為工作時活塞要左右移動，電磁鐵磁極要改變，所以電流方向需要改變。14．小華學習了電磁繼電器后，發明了一種自動拍照監控裝置，其電路原理圖如圖所示。當有人踩在壓敏電阻上時，壓敏電阻阻值減小，電磁鐵磁性變，通電的電磁鐵上端磁極為極，工作電路中的（選填“電控照相機”或指示燈）開始工作?！敬鸢浮繌奡電控照相機【詳解】[1]有人踩在壓敏電阻上時，壓敏電阻阻值減小，控制電路的總電阻變小，根據歐姆定律可知，控制電路中的電流變大，則電磁鐵的磁性增強。[2]電流從電磁鐵的上端流入，根據安培定則可知，電磁鐵的上端為S極。[3]電磁鐵的磁性增強后，將銜鐵吸引下來，與觸點2接觸，則電控照相機連入電路，開始工作。三、作圖題（共7分）15．如圖所示，小磁針在條形磁鐵的作用下處于靜止狀態，請標出小磁針的N極和條形磁鐵磁感線的方向?！敬鸢浮俊驹斀狻看盆F外部磁感線從磁鐵的N極出發，回到S極，根據磁極間相互作用規律，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，小磁針左端為N極，如圖所示：16．如圖所示，畫出通電螺線管中的電流方向和它外部磁感線a的方向。【答案】【詳解】由圖可知，電流從正極出發，回到負極，根據安培定則可知，右手握住通電螺線管，四指指向電流方向，大拇指所指方向，即通電螺線管的右端為N極，磁感線由N極出發，回到S極，如圖所示：17．如圖，為某大橋設計一個車輛超重的報警裝置，當路面壓力達到設定值時，壓力傳感器就接通電路。要求車輛超重時，信號燈就發光，請在圖中為他連好電路?！敬鸢浮俊驹斀狻扛鶕}意知道，這是一個電磁繼電器的工作原理圖，左側與電磁鐵連接的為控制電路，右側與信號燈連接的為工作電路，壓力傳感器、電磁鐵、電源組成控制電路；信號燈、電源、觸點開關組成工作電路，電路連接如下四、實驗題:本大題共3小題，第16小題7分，第17、18小題各6分，共19分。18．電與磁之間存在著相互聯系，彰顯物理現象的對稱、統一之美。（1）如圖1所示，小雨利用干電池、導線和小磁針進行實驗；①通電后小磁針發生偏轉，斷電后小磁針復位。實驗表明；②若把圖甲中的小磁針換成直導線并通電。推測：兩條通電導線之間（填“有”或“沒有”）相互作用力，依據是（填字母）；A．電磁感應現象

B．磁場對電流的作用（2）小雨又將直導線繞成螺線管形狀，在螺線管的兩端各放一個小磁針，并在硬紙板上均勻地撒滿鐵屑。通電后觀察小磁針的指向及鐵屑的排列情況，如圖2所示。實驗結果表明：通電螺線管外部的磁場與的磁場一樣；（3）在螺線管中插入軟鐵棒，制成電磁鐵。下列設備中沒有用到電磁鐵的是（填字母）。A．大型發電機

B．電磁起重機

C．電爐【答案】通電導線周圍存在磁場有B條形磁體C【詳解】（1）①[1]通電后小磁針發生偏轉，斷電后小磁針復位。實驗表明表明通電導線周圍存在磁場。②[2][3]由于通電導線周圍有磁場，磁場對電流有力的作用，故若把圖甲中的小磁針換成直導線并通電，兩條通電導線之間有相互作用力。故選B。（2）[4]通電后觀察小磁針的指向及鐵屑的排列情況，畫出通電螺線管的磁感線，根據通電螺線管的磁感線分布形狀可知，通電螺線管外部的磁場和條形磁體外部的磁場一樣，通電螺線管的兩端相當于條形磁體的兩個極。（3）[5]電爐是完全的發熱裝置，而發電機和電磁起重機均需要電磁鐵產生磁性進行工作。故選C。19．在研究“磁場對通電導體（電流）有力的作用”實驗中．（1）利用圖甲所示的裝置研究“磁場對電流的作用”時，應在“a”、“b”之間接入（選填“靈敏電流計““電源””燈泡“），根據該原理可制成機，在“a”、“b”之間接入（選填“靈敏電流計““電源””燈泡“）可研究“電磁感應現象”，根據該原理可制成機．（2）如圖乙、丙中，磁體間磁場的磁感線方向都是從磁體N極水平指向S極，且線圈所處的空間磁場強弱是恒定不變的（也稱勻強磁場）．（a）在乙圖中，通電后cd段導線受磁場力的方向為豎直向下，此時，ab段導線所受磁場力的方向是豎直向上，這兩個力（選填“是”或“不是”）不是一對平衡力．（b）圖丙中的線圈可以持續轉動，是在外部加裝了，該裝置能使線圈平面剛處于（選填“平行磁感線““垂直磁感線”或“任一”）位置時，自動改變線圈中的電流方向．（c）寫出一種讓圖丙中線圈轉動更快的措施：．【答案】電源電動靈敏電流計發電不是換向器垂直磁感線增大線圈中的電流（或增加線圈的匝數、換更強的磁場等）【詳解】（1）因為通電導體在磁場中受力會運動，觀察圖可知缺少一個電源，因此利用如圖甲所示的裝置研究“磁場對電流的作用”時，應在“a”、“b”之間接入電源，根據此原理制成了電動機；電磁感應現象是閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時產生感應電流的現象，將機械能轉化為電能，沒有電源，為了實驗現象明顯，利用靈敏電流計顯示是否有電流產生，而不選用燈泡，故選用靈敏電流表；發動機是利用電磁感應現象制成的；（2）（a）在乙圖中，通電后cd段導線受磁場力的方向為豎直向下，此時，ab段導線所受磁場力的方向是豎直向上，這兩個力不是一對平衡力，這是因為這兩個力不作用在一條直線上；（b）圖丙中的線圈可以持續轉動，是在外部加裝了換向器．當通電線圈所在平面與磁感線垂直時（平衡位置），它能自動改變線圈中的電流方向，從而使線圈持續轉動．（c）線圈轉動的快慢與電流的大小、線圈的匝數、磁場的強弱等因素有關，所以要使線圈轉動的更快，可以增大線圈中的電流、增加線圈的匝數、換更強的磁場等．20．某興趣小組的同學，學習了磁現象的知識后，對學過的實驗進行了梳理和探究。（1）實驗現象如圖甲乙所示，通過分析得出條形磁鐵和通電導線周圍都存在著一種看不見、摸不著的物質，將其稱為；拿走條形磁鐵或斷開電源后，小磁針恢復到原來狀態，這是因為小磁針受到了的作用；（2）乙圖小磁針偏轉方向不同，說明通電導線周圍磁場的方向與方向有關；（3）通過分析下面實驗現象，說明通電螺線管周圍的磁場與條形磁鐵周圍的磁場相似，因此通電螺線管兩端也有磁性較強的磁極，人們通過右手螺旋定則科學、巧妙的來幫助我們記憶通電螺線管的N極和S極，用右手握住通電螺線管，四指彎曲的方向表示，大拇指所指的方向表示；（4）在評估交流中，某小組給出了另外的判斷方法，沿著螺線管軸線方向看，電流流向若是順時針方向，則看到的螺線管一端是（選填“N極”或“S極”）；（5）既然電可以生磁，根據辯證唯物主義觀，磁就可以生電，如下圖甲所示，乙為蹄形磁鐵和導體棒AB的截面圖。實驗中靈敏電流計的作用是，閉合開關后，能產生感應電流的是（填序號）【答案】磁場地磁場電流電流方向通電螺線管的N極S極檢驗電路中是否產生微弱的感應電流ABD【詳解】（1）[1]磁體在磁場中會受到磁力的作用，條形磁鐵和通電導線周圍的小磁針發生偏轉，說明它們受到磁力的作用，即條形磁鐵和通電導線周圍存在著磁場。[2]地球是一個巨大的磁體，周圍存在的磁場稱作地磁場，拿走條形磁鐵或斷開電源后，小磁針恢復到原來狀態，指示南北，這是因為小磁針受到了的地磁場作用。（2）[3]乙圖導線中電流方向不同，小磁針偏轉方向不同，說明通電導線周圍磁場的方向與電流方向有關。（3）[4][5]安培定則的內容，根據電流的方向能夠判斷通電螺線管的N、S極，用右手握住通電螺線管，四指彎曲的方向表示電流方向，大拇指所指的方向表示通電螺線管的N極。（4）[6]由圖可知，沿著螺線管軸線方向看，電流流向若是順時針方向，則看到的螺線管一端是S極，電流流向若是逆時針方向，則看到的螺線管一端是N極。（5）[7]要判斷磁能否生電，電路中應連接電流表，實驗中選用靈敏電流計，作用是檢驗電路中是否產生微弱的感應電流。[8]由圖可知，磁感線從N極指向S極，方向豎直向下；ABD．閉合開關后，導體做切割磁感線的運動，能產生感應電流，故ABD符合題意；C．閉合開關后，導體沿著磁感線運動，沒有切割磁感線，不能產生感應電流，故C不符合題意。故選ABD。五、計算題:本大題共2小題，第19小題6分，第20小題7分，共13分。21．如圖甲是科技小組設計的“智能溫控小屋”簡化電路，受控電路功率隨時間的變化關系如圖乙所示。當室溫上升至28℃時冷卻系統開始工作，當室溫降至23℃時停止工作。Rt為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，當控制電路中的電流為0.15A時，銜鐵剛好被吸下，控制電路電源電壓恒為3V。定值電阻R0為100Ω，線圈電阻忽略不計。求：（1）受控電路30min內消耗的電能；（2）受控電路工作時，通過電阻R0的電流；（3）熱敏電阻Rt的變化范圍?！敬鸢浮浚?）1.44×106J；（2）0.03A；（3）20Ω≤Rt＜25Ω【詳解】解：（1）由圖像可知，受控電路30min內工作了20min消耗的電能為W＝Pt＝1200W×20×60s＝1.44×106J（2）銜鐵被吸下時，受控電路工作，此時控制電路中R0與Rt并聯，由并聯電路中電壓的規律知，R0兩端的電壓為U0＝U＝3V通過電阻R0的電流為（3）當室溫上升至28℃時冷卻系統開始工作前，控制電路只有熱敏電阻接入電路，此時斷路，此時經過熱敏電阻的電流最大為0.15A，電阻最小時恰好銜鐵被吸下，因此可以求出Rt的最小值銜鐵被下瞬間，冷卻系統開始工作，溫度不再上升，而是下降，電阻Rt開始變大，但由于銜鐵被吸下后定值電阻被接入電路，與并聯，當電路中的總電流小到0.15A時，銜鐵才會被彈回，此時經過的電流為It＝I－I0＝0.15A－0.03A＝0.12A此時Rt的阻值最大為因為Rt的阻值隨溫度的升高而減小，若Rt的阻值繼續減小，電路中的電流變大，銜鐵被吸下，冷卻系統開始工作，溫度降低，此時Rt的阻值會減小，故Rt的阻值最大為25Ω，故熱敏電阻Rt的變化范圍為20Ω≤Rt＜25Ω。答：（1）受控電路30min內消耗的電能為1.44×106J；（2）受控電路工作時，通過電阻R0的電流為0.03A；（3）熱敏電阻Rt的變化范圍為20Ω≤Rt＜25Ω。22．某商場新進了一批具有加熱和保溫兩種功能的微型電熱水器，其內部簡化電路如圖甲所示。該電熱水器由控制電路和工作電路兩部分組成。控制電路由電源（電壓恒定U=5V）、開關S0、電磁鐵（線圈電阻R0=20Ω）、熱敏電阻R組成，熱敏電阻R的阻值隨水溫的變化圖像如圖乙所示。工作電路中R1=44Ω，R2=956Ω。當開關S0和S均閉合時，電熱水器開始加熱，當水溫達到100℃時，銜鐵會被吸下，工作電路處于保溫狀態。已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，解答下列問題：（1）當水溫達到100℃時，控制電路中的電流是多少？（2）電熱水器將水箱中1kg的水從17℃加熱到83℃，用時5min。求此過程水吸收的熱量及電熱水器的加熱效率；（3）用電高峰期，當電熱水器處于保溫狀態時，電熱水器工作450s，消耗1.8×104J的電能，此時電熱水器兩端的實際電壓是多少？【答案】（1）0.125A；（2）2.772×105J；84%；（3）200V?！驹斀狻拷猓海?）由圖乙可知，當水溫達到100℃時，熱敏電阻R大小為20Ω，此時控制電路中電流（2）水吸收的熱量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(83℃-17℃)=2.772×105J根據題意可知，當開關S0和S均閉合時，電熱水器開始加熱，此時工作電路只有R1工作，電熱水器的加熱功率加熱消耗的電能W1=P加熱t1=1100W×5×60s=3.3×105J電熱水器的加熱效率（3）當水溫達到100℃時，銜鐵會被吸下，工作電路處于保溫狀態，此時工作電路中R1、R2串聯，根據串聯電路的電阻特點可知，保溫時工作電路中電阻R總=R1+R2=44Ω+956Ω=1000Ω電熱水器實際電功率此時電熱水器兩端的實際電壓是答：（1）當水溫達到100℃時，控制電路中的電流是0.125A；（2）電熱水器將水箱中1kg的水從17℃加熱到83℃，用時5min。此過程水吸收的熱量為2.772×105J；電熱水器的加熱效率為84%；（3）電熱水器兩端的實際電壓是200V。六、綜合能力題:本大題共3小題，第21小題7分，第22、23小題各6分，共19分23．如圖甲所示是一個磁懸浮地球儀，球體內有一個條形磁體，其磁場方向與地磁場磁場方向相同，下方環形底座內有一個電磁鐵，通過磁極間的相互作用使地球儀懸浮在空中，圖乙是其內部結構示意圖。（1）圖甲所示的地球儀，上方是地理位置的北極，則球體內條形磁體的（選填“上”或“下”）方是它的N極；（2）圖甲中地球儀懸浮在空中這是根據同名磁極相互的原理實現的；（3）請標出圖乙中電磁鐵的磁感線方向及電源的“+、﹣”極。()【答案】下排斥【詳解】（1）[1]由題可知，球體內有一個條形磁體，其磁場方向與地磁場磁場方向相同。圖甲所示的地球儀上方是地理位置的北極，根據地磁南（S）極在地理北極附近可知，條形磁體的上端是S極，下端是N極。（2）[2]地球儀懸浮在空中這是根據同名磁極相互排斥的原理，懸浮時排斥力等于球體的重力，處于二力平衡的狀態。（3）[3]因為地球儀懸浮，所以條形磁體和電磁鐵相互靠近的部分是同名磁極，所以電磁鐵的上端是N極，下端是S極，根據磁體周圍的磁感線從N極出發，回到S極，所以圖中磁感線方向從上到下；根據安培定則，可以判斷電流從下端進入電磁鐵，從上端流出，所以電源的下端是正極，上端是負極，如下圖所示：24．閱讀短文，回答問題。為延長蔬果保鮮時間，某同學幫助菜農設計了蔬果保鮮倉庫的自動制冷裝置，裝置如圖甲所示?？刂齐娐分须娫措妷汉愣ǎ瑸闊崦綦娮瑁柚惦S溫度的變化關系如圖乙所示，為定值電阻，阻值為5Ω，電磁鐵線圈阻值忽略不計。當溫度升高到5℃時，控制電路中電流達到100mA，銜鐵吸下，制冷器啟動工作；當電流降至37.5mA時，銜鐵彈回，工作電路斷開，制冷器停止工作，如此進行間歇性循環工作。圖丙為工作電路某1小時內制冷器功率與時間的關系圖。請完成下列問題：（1）通電后，電磁鐵上端是極；（2）溫度升高時，熱敏電阻的阻值將（選填“增大”或“減小”）；（3）若在控制電路中加一個電壓表，使得溫度升高時，電壓表示數變大，應加在（選填“”或“”）兩端；（4）該裝置所控制的最低溫度℃；（5）一小時內，工作電路制冷器消耗的總電能J；（6）如果要提高該裝置所控制的最低溫度，應更換，將的阻值（選填“增大”或“減小”），但此時最高溫和最低溫的溫度差可能將增大，理由是?！敬鸢浮縎減小R226.48×106J增大見解析【詳解】（1）[1]由圖甲可知，電流從電磁鐵的上端流入，由安培定則可知電磁鐵的下端是N極，上端是S極。（2）[2]由圖乙可知，溫度升高時，熱敏電阻R1的阻值變小，即熱敏電阻R1的阻值隨溫度的升高而減小。（3）[3]兩電阻串聯，溫度升高時，R1電阻變小，電路的總電阻變小，由歐姆定律可知電路中電流變大，R2電阻不變，由U=IR可知R2兩端電壓變大，所以電壓表應加在R2兩端。（4）[4]當溫度升高到5℃時，R1=25Ω，控制電路中電流達到100mA=0.1A電源電壓U=I(R1+R2)=0.1A×(25Ω+5Ω)=3V制冷器啟動工作時溫度降低，當制冷器停止工作時該裝置所控制的溫度最低，此時電路中的電流I1=37.5mA=0.0375A此時電路中的總電阻為熱敏電阻R1′=R-R2=80Ω-5Ω=75Ω由圖乙可知，熱敏電阻的阻值為75Ω時，溫度為2℃。（5）[5]由圖丙可知一小時內，工作電路制冷器時間t=15min+10min+10min+10min=45min=2700s一小時內，工作電路制冷器消耗的總電能W=Pt=2400W×2700s=6.48×106J（6）[6][7]提高該裝置所控制的最低溫度，R1電阻變小，若要保持電流降至37.