2022年最新精品解析沪科版九年级物理第十七章从指南针到磁浮列车同步练习试卷（含答案解析）

沪科版九年级物理第十七章从指南针到磁浮列车同步练习
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、关于电磁铁，下列说法中正确的是（　　）
A．电磁铁是根据电流的磁效应制成的
B．电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
C．电磁铁的磁性强弱与电流的方向有关
D．电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关
2、生活中的“不变”常蕴含丰富的物理道理，下列有关“不变”的判断错误的是（　　）
A．一瓶煤油燃烧一半前后——煤油热值不变
B．10kg冰全部熔化成水后——比热容不变
C．转动地球表面A点磁针——静止时小磁针的指向不变
D．教室里亮着两盏日光灯——熄灭其中一盏，另一盏亮度不变
3、首先发现电流周围存在磁场的物理学家是（　　）
A．伏特 B．安培 C．帕斯卡 D．奥斯特
4、图所示的是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为90℃，当温度达到90℃时，自动报警器报警。下列说法中正确的是（　　）
A．灯亮时表示报警器报警
B．温度达到85℃时，报警器中的灯亮同时铃响
C．报警器中水银温度计和电磁铁并联在电路中
D．报警器是利用电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点工作的
5、下列现象不属于摩擦起电的是（　　）
A．在干燥的天气脱毛衣时会听到轻微的噼叭声
B．化纤衣服穿在身上特别爱吸附灰尘
C．用干净的塑料梳子梳头发时，头发会随梳子飘起
D．将磁铁靠近铁钉时，磁铁吸起铁钉
6、巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，如图是说明巨磁电特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻，当GMR巨磁电阻旁磁场增大时其电阻值减小。闭合S1、S2后，下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁的右端是S极
B．滑片P向右滑动时电磁铁的磁性增大
C．滑片P向左滑动时指示灯变亮
D．滑片P向左滑动时电流表的示数变大
7、以下机械中，利用内能对外做功的是（　　）
A．共享单车 B．电暖器 C．电动机 D．火箭发动机
8、如图所示，是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件并进行以下对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（　　）
①探究电流与电阻的关系时是为了调节电阻两端电压成倍数变化
②用“伏安法”测电阻时是为了改变定值电阻两端电压，测量对应电流
③研究影响电阻大小因素时是为了更换不同电阻丝，保持电流不变，测量对应电压值
④研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时是为了更换匝数不同电磁铁，保持电流不变
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
9、某同学按照图甲所示连接好电路。闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电源的正负极，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是（　　）
A．由甲、乙两图可得导体的周围一定存在着磁场
B．由甲、乙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关
C．由乙、丙两图可得电流的磁场强弱与电流大小有关
D．由乙、丙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关
10、巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中的GMR是巨磁电阻。在电源电压U不超过指示灯额定电压的条件下，闭合开关S1、S2，则（　　）
A．电磁铁A端是S极
B．向左滑动滑片P，指示灯会变亮
C．向右滑动滑片P，GMR两端的电压减小
D．电磁铁产生的磁感线不管外部还是内部都是从N极出发回到S极
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）
1、如图所示是一种水位自动报警器的工作原理图，当水位上升至探头A的位置时，电磁铁______（选填“失去”或“有了”）磁性，灯泡_____（选填“”或“”）开始工作，发出报警信号。
2、闭合开关，通电螺线管左侧的小磁针水平静止，如图所示。则小磁针右端为___________极。若把滑动变阻器的滑片P向a端移动，通电螺线管的磁性将___________（选填“增强”“不变”或“减弱”）。
3、在遂宁农村地区，很多道路边都安装有太阳能路灯，能够实现白天自动充电，夜晚自动给LED灯供电照明。若其自动控制电路如下图所示，R0为保护电阻，R为光敏电阻。电磁铁的工作是利用了_____（奥斯特/法拉第）的发现，要实现自动控制，光敏电阻R的阻值应该随光照强度增大而_____（增大/减小）。
4、根据图中通电螺线管的S极，可以判断：静止的小磁针____端为N极，电源的_____端为正极（两空均选填“左”或“右”）。
5、磁体周围存在着___________。磁场是有方向的，小磁针在磁场中静止时___________极所指方向，就是该点的磁场方向。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、2009年12月26日，世界上一次建成里程最长、运营速度最高的高速铁路——武广高铁正式投入运营．请回答下列问题：
（1）列车的车身材料与飞机的相同，采用轻并且坚固的优质铝合金材料．物质的物理属性有很多，如密度、磁性、导电性、导热性、硬度等．上述属性中，“轻”反映了铝合金材料的 物理属性，“坚固”反映了铝合金材料的 物理属性；
（2）某时刻列车的电子屏幕显示它的运行速度如下图所示，此速度合 m/s．武广高铁全长1069km，若列车运行的平均速度是305km/h，则跑完全程需 h（计算结果小数点后保留一位数字）；
（3）武广高铁全程采用全封闭管理，列车高速运行过程中车身周围的气压 （选填“大于”、“等于”或“小于”）离车身较远处的气体压强．
（4）高速铁路一般采用电力机车，它的电动机是利用 的原理来工作的．
2、如图所示，是某科技活动小组的同学们设计的恒温箱内部电路结构示意图．她包括了工作电路和控制电路两部分，用于获得高于室温、控制在一定范围内的恒温．其中，为滑动变阻器，R为可变电阻，电磁铁整个线圈的电阻，加热器的电阻．当控制电路的电流时，电磁继电器的衔铁被吸引；当控制电路的电流时，电磁继电器的衔铁被弹簧拉起，则：
（1）当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的电流为多少？
（2）如果当滑动变阻器的电阻时，可变电阻时，衔铁恰好被拉起，控制电路的电源电压是多少？那么，当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器与可变电阻之和的最小电阻的阻值是多少？
3、在图中标出磁感线的方向和小磁针的N极．
（______）
4、如图电磁继电器和热敏电阻R1等组成了恒温箱控制电路，R1处于恒温箱内．电源电压U=6v，继电器线圈的电阻可不计．如图为热敏电阻的R1-t图象，且已知在50～150℃范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1 t=常数；电阻R2是可变电阻．当线圈中的电流达到20mA时，继电器的衔铁被吸合．已知此时可变电阻R2=225Ω，恒温箱保持60℃恒温．图中的“交流电源”是恒温箱加热器的电源．
（1）60℃时，热敏电阻R1的阻值是多少？
（2）应该把恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端？
（3）如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R2的阻值应调为多少？
5、人们对自我保护越来越关注。图甲为某品牌足浴盆的相关参数，其内部电路可分为工作电路和控制电路两个部分（如图乙所示）。电磁继电器所在控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，加热至40℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电源达到30mA，热敏电阻R2的阻值随温度变化的曲线如图丙所示。
(1)求R2的阻值；
(2)在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中消耗的电能是多少？不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高多少；[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)为使温度加热至40℃时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到多大
(4)若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，应该如何操作？
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、如图所示，是所学的三个实验。请根据实验情况回答下列问题：
（1）图甲所示，把完好的试电笔插入连接正确且有电的三孔插座中时，试电笔的氖管不发光。试电笔接触了___________；
A．火线 B．零线 C．地线
（2）图乙所示，是水位自动报警器的原理图。水位到达金属块A时，_________灯亮；
（3）图丙所示，螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向，并轻敲硬纸板，观察铁屑的排列情况。此实验中小磁针的作用是_________。
2、如图所示，将一根直导线放在静止的小磁针正上方，且与小磁针平行，探究通电直导线周围的磁场。
（1）闭合开关前，由于______对小磁针的作用，小磁针会呈______（选填“东西”、“南北”或“竖直”）方向；
（2）接通电路后，观察到小磁针发生偏转，表明______；调换电路中电池的极性，闭合开关，观察到的现象是______；
（3）实验中小磁针的作用是______。
3、某同学利用热敏电阻为家中灯暖型“浴霸”（用电灯取暖的用电器）设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示。“控制电路”中的热敏电阻Rt的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。“浴霸”共安装有2盏标有“220V 440W”的灯泡。
回答问题：
(1)当浴室中的温度上升时，由图乙可知热敏电阻的阻值 _________ （选填“变大”，“变小”或“不变”）；当升高到一定的温度值时，继电器的街铁会被 _________ （选填“吸合”或“释放”）。
(2)此同学用一节干电池作为控制电路的电源，已知电磁铁线圈的阻值R0=10Ω。当电线圈中电流≥50mA时继电器的衔铁会被吸合、电流≤30mA时衔铁会被释放，此时热敏电阻Rt对应的阻值分别是 ________ Ω和 ________ Ω；将这位同学设计的装置放在浴室内，浴室内温度可控制在 ________ °C ________ °C范围内。
-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
A．电磁铁通电时具有磁性，断电时没有磁性，是根据电流的磁效应制成的，故A正确；
B．电磁铁的铁芯需要用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，所以电磁铁的铁芯不可以用铜棒代替，故B错误；
CD．电磁铁的磁性强弱与电流的大小，线圈匝数有关，与电流方向无关，故CD错误。
故选A。
2、B
【详解】
A．燃料的热值是燃料本身的一种属性，与燃料的质量无关，故一瓶煤油燃烧一半前后，其热值不变，故A正确，不符合题意；
B．物质的比热容是物质的一种属性，与物质的状态有关，冰熔化成水后，状态发生改变，故其比热容也发生改变，故B错误，符合题意；
C．磁体具有指向性，转动地球表面A点磁针，小磁针静止时，其N极总是指向地理北极，故C正确，不符合题意；
D．教室里各日光灯之间是并联接入电路，互不影响，熄灭其中一盏，另一盏亮度不变，故D正确，不符合题意。
故选B。
3、D
【详解】
丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，发现电流周围存在磁场。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
4、D
【详解】
A．如图，当温度达到90℃时，电磁继电器电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下运动，接通电铃，自动报警器报警，灯不亮，故A错误；
B．如图，当温度达到85℃时，电磁继电器电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力下向上运动，接通灯，灯亮，故B错误；
C．温度计在这里相当于一个开关，报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中，故C错误；
D．达到90℃或以上时，连通继电器电路，电磁铁有磁性，吸引衔铁向下运动；低于90℃时，断开继电器电路，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力下向上运动，故D正确。
故选D。
5、D
【详解】
A．因为在干燥的天气，毛衣和身体之间，或者毛衣和其他衣物之间摩擦容易产生静电，所以会在脱毛衣时听到噼啪声，故A不符合题意；
B．化纤布料与皮肤摩擦容易产生静电，而带电物体有吸引轻小物体的性质， 所以化纤衣服穿在身上容易吸附灰尘，故B不符合题意；
C．塑料梳子与头发摩擦后会产生静电，梳子和头发一个带正电荷，一个带负电荷，因为异种电荷相互吸引，所以头发会随着梳子飘起，故C不符合题意；
D．当磁铁靠近铁钉时，铁钉进入了磁场被磁化，因为磁力的作用，铁钉和磁铁会相互吸引，与静电的产生无关，故D符合题意。
故选D。
6、D
【详解】
A．由图知，电流从螺线管的右侧流入，利用安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁的右端为N极，故A错误；
B．滑片P向右滑动过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，则电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱。故B错误；
CD．由左图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大。电磁铁磁性的强弱与线圈匝数和通过的电流有关，且匝数不变，通过的电流越大，磁性越强。则此时电磁铁的磁性变强。由右图可知，巨磁电阻处于磁场越强的位置其电阻越小，那么此时巨磁电阻的阻值变小，巨磁电阻和灯泡并联，所以灯泡的亮度不变。根据欧姆定律可知，通过巨磁电阻所在电路的电流变大，灯泡所在支路的电流不变，那么干路中的电流变大，而电流表测干路的电流，所以电流表的示数变大。故C错误，D正确。
故选D。
7、D
【详解】
利用内能对外做功，就是将内能转化为机械能；
A．共享单车工作时，消耗蓄电池的电能为单车提供动力，因此将电能转化为机械能，故A不符合题意；
B．电暖器工作时将消耗电能转化为内能，故B不符合题意；
C．电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，利用电能对外做功，故C不符合题意；
D．火箭发动机工作时，利用高温高压的燃气推动火箭升空，将燃料的内能转化为火箭的机械能，故D符合题意。
故选D。
8、D
【详解】
①探究电流与电阻的关系时滑动变阻器是为了保护电路和控制电阻两端的电压不变；
②用“伏安法”测电阻时，滑动变阻器是为了改变定值电阻两端电压，测量对应电流，进行多次实验测量求平均值，减小误差；
③研究影响电阻大小因素时滑动变阻器是是为了保护电路和更换不同电阻丝，保持电压不变，测量对应电流值，
④研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时要控制电路电流不变，为了让匝数不同电磁铁通过的电流相等，通过调节滑动变阻器保持电流不变，故ABC错误，D正确。
故选D。
9、D
【详解】
AB．当小磁针受到地磁场的作用时，一端指南一端指北如图甲，当导线中电流向左时，小磁针的N极向纸外偏转如图乙，所以，甲、乙两图可说明通电导体周围存在磁场，故AB不符合题意；
CD．乙丙只是改变了电流方向，没有改变电流大小，小磁针的偏转方向也会发生改变，即磁场方向发生了变化，所以结论为：电流产生的磁场方向跟电流方向有关，故D符合题意，C不符合题意。
故选D。
10、B
【详解】
A．由图示知，闭合开关S1，则电流由电磁铁的B端流入，A端流出，据安培定则知，电磁铁的A端为N极，故A不符合题意；
B．同时闭合开关S1、S2，滑片P向左滑动时，变阻器接入电路的阻值变小，通过电磁铁的电流变大，磁性变强，而巨磁电阻的阻值在磁场中随磁场的增强而急剧减小，那么巨磁电阻所在电路的电流变大，指示灯变亮，故B符合题意；
C．两开关都闭合，滑片向右滑动时，变阻器接入电路的阻值变大，通过电磁铁的电流变小，磁性变弱，则巨磁电阻的阻值增大，而指示灯的电阻不变，据串联电路的分压特点知，巨磁电阻两端的电压会变大，故C不符合题意；
D．磁感线在电磁铁外部是由N极出来，回到S极，而在电磁铁的内部，是由S极出发回到N极，故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、有了
【详解】
[1][2]由图可知，当水位到达A位置时，电磁铁所在电路闭合，电磁铁有了磁性，衔铁被吸下，则L2被接入电路中，L2发光，发出报警信号。
2、S/南 减弱
【详解】
[1]如图所示，电流从电源的正极流出，根据右手螺旋定则可以判断通电螺线管的左端为N极，根据磁体间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。可以判断小磁针右端为S极。
[2]把滑动变阻器的滑片P向a端移动，电路中的总电阻增大，根据欧姆定律可以得出，电源电压不变时，电路中的总电阻增大，电路中的电流减小，则通电螺线管的磁性将减弱。
3、奥斯特 增大
【详解】
[1]电磁铁的工作原理是电流的磁效应，而电流的磁效应是奥斯特发现的。
[2]由图知能够实现白天自动充电，夜晚自动给LED灯供电照明，说明夜晚衔铁被吸下，夜晚电磁铁的磁性比白天强。电磁铁的磁性随电流的增大而增大，所以夜晚电流大，电磁铁所在串联电路夜晚电阻小，即R的电阻白天大夜晚小，故光敏电阻R的阻值应该随光照强度增大而增大/。
4、左 左
【详解】
[1][2]图中螺线管的左端为S极，根据异名磁极相互吸引，可知小磁针的左端为N极，再利用安培定则，使拇指指向N极，其余四指环绕的方向就是导体中电流的方向，因此可判断出电源的“+”极在如图电源的左端。
5、磁场 北
【详解】
[1][2]磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质，叫做磁场；物理学规定小磁针在磁场中静止时其北极所指的方向为该点的磁场方向。
三、计算题
1、（1）密度、硬度（2）100、 3.5（3）小于（4）通电线圈在磁场中受力转动或通电导体在磁场中受到力的作用
【详解】
试题分析：（1）“轻”的意思是说两列车的质量小，在列车的体积一定时，列车的质量小，说明它的密度小；“坚固”是说列车不易发生形变，指的是硬度大；
（2）电子屏幕显示的速度是36km/h．360km/h=100m/s；跑完全程需要的时间t＝s/v＝1069km/305km/h
=3.5h；
（3）因为流体压强特点流速大的地方压强小，流速小的地方压强大；列车高速运行过程中车身周围的空气随之高速运动，空气流速大，压强小，所以列车高速运行过程中车身周围的气压小于离车身较远处的气体压强．
（4）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动或通电导体在磁场中受到力的作用
考点：物质的物理特征；速度公式及其应用；流体压强与流速关系；电动机原理
2、 (1) 0.45A；(2)18V；430Ω．
【详解】
(1)当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的电流为：
I=≈0.45A；
(2)当控制电路的电流I小=0.036A时，衔铁恰好被拉起，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，控制电路的电源电压：
U=I小（R线+R′+R）=0.036A×（20Ω+300Ω+180Ω）=18V；
当控制电路的电流I大=0.04A时，衔铁恰好被吸引，此时电路中的总电阻：
R总==450Ω，
滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值：
R滑=R总-R线=450Ω-20Ω=430Ω．
答：(1)当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的电流为0.45A；
(2)控制电路的电源电压18V，当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是430Ω．
【点睛】
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，明白电路的特点和控制电路的工作电流是关键．
3、
【分析】
在磁体外部磁感线总是由N极指向S极，据此标出磁感线的方向；由磁极间的相互作用规律知，小磁针的左下端为N极，右上端为S极．
【详解】
在磁体外部磁感线总是由N极指向S极，所以图中磁感线的方向是向左的；
根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，小磁针的左下端为N极，右上端为S极，如下图所示；
【点睛】
本题考查了磁极间的相互作用规律及磁感线的特点；磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．
4、75Ω 由图2可知，当恒温箱内的温度升高时，热敏电阻的阻值随之减小，电路中的电流增大，当电流达到20mA时，电磁铁能够吸引下衔铁，使动触点与C、D所在的电路接通．若把加热器接在此电路中，会使恒温箱内的温度持续升高．相应的，热敏电阻的阻值继续减小，电流持续增大，电磁铁的磁性继续增强，使CD这个电路始终接通，加热器永远工作．达不到控制温度的目的．所以，要把恒温箱的加热器应接在A、B端． 255Ω
【解析】
(1)60℃时，控制电路I＝20mA＝0.02A，R总＝＝300Ω,R1＝R总 R2＝300Ω 225Ω＝75Ω;(2)由图2可知，当恒温箱内的温度升高时，热敏电阻的阻值随之减小，电路中的电流增大，当电流达到20mA时，电磁铁能够吸引下衔铁，使动触点与C. D所在的电路接通．若把加热器接在此电路中，会使恒温箱内的温度持续升高．相应的，热敏电阻的阻值继续减小，电流持续增大，电磁铁的磁性继续增强，使CD这个电路始终接通，加热器永远工作．达不到控制温度的目的．所以，要把恒温箱的加热器应接在A. B端．(3)设100℃热敏电阻的阻值为,∵R1 t＝常数,∴75×60＝×100,解得＝45Ω,R总＝＝300Ω, ＝300Ω 45Ω＝255Ω.
点睛：（1）要求R1的阻值，由电路图可知，R1、R2串联后接在6V的电源上，电源电压已知，此时电路中的电流也知道，可用电源电压与电流求出总电阻，然后减去R2，即可解得R1．（2）恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端，主要是由热敏电阻随温度的变化趋势来决定的．（3）要求电阻R2此时的阻值应调为多少，首先要知道此时热敏电阻R1的阻值是多少，而R1 t＝常数是一个非常关键的突破口．
5、 (1)24.2Ω；(2)6.3×105J；30℃；(3) 160Ω；(4)若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，应该减小滑动变阻器的电阻。
【分析】
(1)在工作电路两电阻并联，同时工作时为加热模式，保温模式只有R1接入电路中，根据甲中参数，先计算R2的功率，再根据电功率的公式计算R2的阻值。
(2)由W=Pt计算加热过程消耗的电能；根据Q=cmΔt算出水升高的温度。
(3)由欧姆定律算出电路的总电阻，根据串联电路电阻的规律算出滑动变阻器的电阻。
(4)从图丙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要增大热敏电阻的阻值；但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为30mA，根据欧姆定律就要减小滑动变阻器的电阻。
【详解】
解：(1)由题知，加热至40℃时，控制电路中的弹簧会将衔铁拉起来，自动进入保温模式，由图乙知，此时工作电路中只有R1接入电路；当温度降低时，控制电路中的电磁铁会将衔铁吸下来，进入加热模式，由图乙知，此时工作电路中R1和R2并联接入电路；所以R2的功率
P2=P加热-P保温=2100W-100W=2000W
R2的阻值
(2)加热5min消耗的电能
W=P加热t=2100W×5×60s=6.3×105J
水升高的温度
(3)温度加热至40℃时，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，由图丙知，此时热敏电阻Rx的阻值为40Ω，电路的总电阻
滑动变阻器的电阻
R滑=R-Rx=200Ω-40Ω=160Ω
(4)若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，即要提高恒温箱的设定温度，从图丙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要增大热敏电阻的阻值，但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为30mA，根据欧姆定律就要减小滑动变阻器的电阻。
答：(1)R2的阻值为24.2Ω；
(2)在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中耗的电能是6.3×105J；不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高30℃；
(3)为使温度加热至40℃时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到160Ω；
(4)若想温度加热到45℃时，自动进入保温状态，应该减小滑动变阻器的电阻。
四、实验探究
1、B 红 判断该点磁场方向
【详解】
（1）[1]根据安全用电要求，三孔插座左孔接零线，由甲图可知，试电笔接触的是插座的左插孔，试电笔的操作正确，但试电笔的氖管不发光，说明是试电笔接触了零线，故AC不符合题意，B符合题意。
故选B。
（2）[2]如图乙所示，水位到达金属块A时，左侧电路接通，电磁继电器工作，电磁铁产生磁性吸引衔铁，动触点连接下面的静触点，使红灯接入电路，故红灯亮。
（3）[3]磁场的方向不便于直接观察，磁声中自由小磁针静止时北极指向磁场方向，因此实验中小磁针的作用是为了更直观的判断出该点磁场的方向。
2、地磁场 南北 通电直导线周围存在磁场 小磁针偏转的方向改变 判断直导线周围是否有磁场，显示磁场方向
【详解】
(1)[1][2]地球本身就是一个大的磁体，它能产生磁场，小磁针在地磁场的作用下会指示南北，所以小磁针会呈南北方向。
(2)[2]接通电路后，观察到小磁针发生偏转，说明小磁针受到了磁力的作用，表明通电导线周围存在磁场。
[3]调换电路中电池的极性，闭合开关，电路中电流方向和原来相反，小磁针受到力的方向和原来相反，所以小磁针偏转方向会发生改变。
(3)[4]该实验中可以通过小磁针是否偏转显示是否存在磁场，通过小磁针偏转方向来说明磁场的方向，故小磁针的作用是判断直导线周围是否有磁场，显示磁场方向。
3、变小 吸合 20 40 34 22
【详解】
(1)[1]由图乙可知，当浴室温度上升时，热敏电阻的阻值变小。
[2]当升高到一定的温度值时，随着热敏电阻的阻值减小，通过继电器的电流变大，继电器的街铁会被吸合。
(2)[3]由图甲可知，热敏电阻和继电器串联，电源电压为1.5V，当通过电路的电流为50mA时，继电器两端的电压为
U继=I1R继=0.05A×10Ω=0.5V
根据串联电路的分压规律，热敏电阻两端的电压为
U热敏=U-U继=1.5V-0.5V=1V
热敏电阻的阻值为
[4]当通过电路的电流为30mA时，继电器两端的电压为
U继=I2R继=0.03A×10Ω=0.3V
根据串联电路的分压规律，热敏电阻两端的电压为
U热敏＇=U-U继＇=1.5V-0.3V=1.2V
热敏电阻的阻值为
[5]当热敏电阻的阻值为20Ω时，由图乙可知对应的温度为34℃。
[6]当热敏电阻的阻值为40Ω时，由图乙可知对应的温度为22℃。