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达标测试试卷（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达标测试
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、将条形磁铁周围附近摆放几个可以自由转动的小磁针（涂黑的一端表示小磁针的N极），仅考虑小磁针跟磁铁之间的相互作用，图中能正确反映小磁针静止时跟磁铁之间相对位置关系的是（　　）
A． B．
C． D．
2、目前， 市区里的老旧小区正在进行水路改造， 改造中用到了冲击钻， 冲击钻工作时， 钻头在电动机的带动下， 不断地冲击墙壁打出圆孔， 如图所示，冲击钻在工作过程中， 关于其能量转化正确的是（　　）
A．内能转化为机械能 B．内能转化为电能
C．只有机械能和电能的转化 D．有电能、机械能和内能的转化
3、通过光线来描述光的传播。下列研究问题的方法与此相同的是（　　）
A．制作滑动变阻器时，发现导线太长而采取缠绕的方式
B．研究串联电路电阻时引入总电阻
C．用磁感线来描述磁场
D．在比热容建构实验中通过对物体的加热时间长短来判断吸收热量的多少
4、如图所示，通电螺线管中的电流方向和形成的磁场N极标注正确的是（　　）
A． B．
C． D．
5、下列有关电学知识说法正确的是（　　）
A．电功率越大，电流做功就越多
B．灯泡的额定功率越大，灯泡越亮
C．将标有“12V 12 W“和“24 V 12 W“的两个灯泡与36 V电源串联，两灯均能正常发光
D．电风扇工作时，主要是电能转化为机械能
6、在一次课外实验活动中，一颗铁质的小螺丝钉掉入细小狭长的小洞中（如图）。小科设计了以下四种方案，其中不能取出小螺丝钉的是（　　）
A． B． C． D．
7、根据生活中的现象进行推论是常用的科学思维方法。下列根据现象作出的推论中（ ）
A．根据两灯各自的两端电压相等推论两灯是并联
B．根据电路中的灯泡不发光推论电路中没有电流
C．根据两手搓动手会发热推论机械能转化为内能
D．根据直导体下磁针没有旋转推论导体中无电流
8、有两根大头针被磁铁吸引，悬在磁铁下方，如图所示的四幅图中能正确反映实际情况的是（　　）
A． B．
C． D．
9、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
10、下列各力中，不属于弹力的是（　　）
A．磁铁对小铁球的吸引力 B．手对弹簧的拉力
C．手对弓的拉力 D．人对跳板的压力
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、自然界中各种不同形式的能量都可以相互转化，电动机工作时主要是把电能转化为______能；太阳能热水器是把太阳能转化为______能。
2、在图中所示的自动控制电路中，当控制电路的开关S处于闭合状态时，工作电路中工作的用电器是______，此时弹簧应该处于______（选填“原长”、“压缩”或“拉伸”）状态。
3、（1）在学习物理的过程中，经常用到许多测量工具，其中托盘天平是用来测量物体______（填物理量的名称）的工具；家庭电路中的电能表可以测量一段时间内的电功，在国际单位制中，电功的主单位是______（填写单位名称）。
（2）如图所示的是智能平衡台灯，它的灯管隐藏在木框中，框架内用细线悬挂着两个内嵌磁铁的小木球，只要两个小木球靠近对准后，灯管会发光，将两球分远，灯就会熄灭。两个小木球能隔空相吸，是利用了______相互吸引的原理；这两个小木球相当于电路中的______。
（3）左图是自动上水电热水壶，因为取水便利而受到人们的喜欢。取水时只要闭合开关，水泵就会在电动机的带动下，将下方桶中的水抽到电水壶内。电动机的电路元件符号是______；水泵结构如右图所示，当叶轮转动将泵壳内的水甩出时，桶中的水就会在______的作用下，通过进水管进入泵壳。
（4）如图所示，小球在来回摆动时，动能和势能相互转化，如果忽略空气阻力，小球每次都能达到相同的高度，这是因为能的总量是______的；但在实际中小球的摆动高度会越来越低，最终会停停止摆动，这是因为小球在运动过程中不断与空气摩擦，将小球的机械能转化为内能耗散到周围空气中，但这些内能却无法自动转化为机械能，这是因为能量的转化具有______。
4、磁体周围存在着一种能使小磁针偏转，但看不见摸不着的物质叫做______，物理学中把小磁针静止时______所指的方向规定为该点磁场方向。
5、通电导体周围存在 _____，这是丹麦物理学家 _____发现的。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、为判断短跑比赛是否抢跑，某兴趣小组设计了如图“抢跑自动指示”电路．其工作原理是：当运动员蹲在起跑器上后，先闭合S；发令时闭合S1，发令指示灯亮；运动员起跑后，装在起跑器上的压敏电阻R0因受到压力减小，其电阻改变，电磁铁线圈中的电流明显变大，S2被吸引而闭合，起跑器指示灯亮．若起跑器指示灯比发令指示灯先亮，表示运动员抢跑．
（1）当S1处于断开状态时，闭合S，若压敏电阻阻值变小，电磁铁的磁性强弱如何变化？
（2）已知发令控制电路电源电压U＝6伏，电磁铁线圈的电阻不计．若运动员起跑后，压敏电阻R0的阻值为30欧，S和S1仍处于闭合状态，电磁铁线圈中的电流为0.25安，计算此时发令指示灯的功率．
（3）压敏电阻通常有两种类型：A．阻值随压力增大而增大； B．阻值随压力增大而减小．则该模型的压敏电阻应选择哪种类型，结合电路简要说明理由： ．
2、小明在研究性学习活动中，查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如 下表，并将该型号的热敏电阻应用于如图所示由“控制电路”和“工作电路”组 成的恒温箱电路中。
温度/°C … 30 40 50 60 70 …
热敏电阻阻值 R1/Ω … 350 300 250 210 175 …
“控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁（线圈阻值R0=50Ω）、电源 U1、开关等组成，当线圈中电流大于或等于20mA 时，继电器的衔铁被吸合，右边工作电路则断开；“工作电路”由工作电源U2（U2=10V）、发热电阻R2（R2=5Ω）、导线等组成。问：
(1)工作电路工作时的电流为多大？
(2)电阻R2的发热功率为多大？
(3)若恒温箱的温度最高不得超过50°C，则控制电路的电源电压U1最小值为多大？
3、科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温箱温控电路，它包括控制电路和受控电路两部分，用于获得高于室温、且温度在一定范围内变化的“恒温”．其中控制电路电源电压为36 V，R为可变电阻，Rt为热敏电阻（置于恒温箱内），热敏电阻阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻R0为50 Ω．已知当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.036 A时，衔铁会被释放．加热器的规格是“220 V 1000 W”，恒温箱内部空间大小是2 m3，空气的密度是1.30 kg/m3，比热容是103 J/（kg·℃）．
（1）如图甲所示状态，通过加热器的电流多大？
（2） 加热器产生的热量有80 %转化为恒温箱内空气的内能，若使恒温箱内空气温度从25℃升高到65℃，加热器需正常工作多长时间？
（3） 若要使恒温箱内可获得上限为100℃的“恒温”，当可变电阻R调节到多大？
（4）如果需要将恒温箱内的下限温度设为50℃的“恒温”，则应将可变电阻R调节为多大？
4、如图甲是某小区高层住宅电梯结构的示意图，它主要是由轿厢、滑轮、配重、缆绳及电动机等部件组成，小明家住该小区某栋楼的21楼，他乘电梯从1楼匀速升到21楼用时60s，已知每层楼的高度为3m．小明重500N，轿厢重4500N，动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，针对此过程，解答下列问题．
（1）拉力F的功率为多大______？
（2）动滑轮A提升小明的机械效率为多少_______？
（3）图乙是该电梯超载自动报警系统工作原理的示意图，在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作，当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作，在控制电路中，已知电源电压为8V，保护电阻R2=100Ω，电阻式压力传感器R1的阻值随乘客压力（F压）大小变化如图丙所示，电磁铁线圈的阻值忽略不计，当电磁铁线圈电流超过0.02A时，电铃就会发出警报声．
①由丙图可知，电梯承载的人越多，电阻式压力传感器R1受到的压力越大，电阻_____，电路中电流_____，当电流达到0.02A时，衔铁被吸下，电铃发出警报声．
②若乘客人均重为600N，该电梯最多可以承载多少人_______？
5、近年来，智能机器人进入百姓家，如图所示是质量为4kg的扫地机器人某次工作时的情景，在4s内沿水平直线运动了2m，此过程机器人所提供的牵引力为50N，g取10N/kg．求：
（1）为智能机器人提供牵引力的是电动机，电动机的原理是_____；
（2）若机器人静止充电时和地面的接触面积为2cm2，则它对地面的压强为多少_______？
（3）上述工作过程中牵引力的功率为多少_______？
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、图为探究通电直导线周围磁场的实验装置。
（1）一根直导线AB架在静止的小磁针上方，闭合开关，观察到小磁针会发生_________，这一现象说明通电导线周围存在_________。要改变直导线周围磁场方向，可改变直导线中_________的方向；
（2）将直导线绕制成通电螺线管后，磁场会强得多。通电螺线管产生的磁场与_________磁体的磁场一样。
2、小聪利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6V，定值电阻R为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度E的单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在一定关系，部分数据如下表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。试问：
光照强度E/lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
光敏电阻R/Ω 120 60 40 30 24
（1）随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值______（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被______（选填“吸下”或“释放”），照明系统启动。
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？（______）
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少？（______）此时光照强度为多少？（______）
3、 (1)社会的进步离不开物理学家的杰出贡献。为了纪念这些伟大的物理学家，人们常用他们的名字作为计量单位。在国际单位制中，电功的基本单位是___________（填写中文名称），欧姆是___________（填写物理量名称）的单位。
(2)如图所示，为一根铅笔芯，闭合开关后，小灯泡发光，当夹子左右移动时，小灯泡的亮度会发生变化。导致铅笔芯接入电路的电阻发生变化的主要因素是导体的___________；将夹子在铅笔芯上向左移动时，观察到小灯泡变___________（选填“亮”或“暗”）。
(3)在学校，每天我们都用如图甲所示的额温枪测体温，图乙是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温，定值电阻为保护电阻，显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，则显示仪是由___________表改装成的，热敏电阻R的阻值随着温度的升高而___________（选填“增大”或“减小”）
(4)如图甲所示，电子沿着水平方向平行的飞过小磁针正上方时，小磁针的N极向纸外发生偏转，由以上现象分析可知小磁针发生偏转的原因是___________；若将一通电直导线放在小磁针的正上方，如图乙所示，则小磁针的N极会向___________（选填“纸内”或“纸外”）偏转。
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
由条形磁铁的磁感线分布可知，条形磁铁的磁感线在外部从N极出发回到S极，小磁针的N极的指向为该处磁感线的方向，故可知ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2、D
【详解】
当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化，故ABC错误；D正确。
故选D。
3、C
【详解】
光线是不存在的，所以我们研究光的传播时，引入光线，是利用的模型法
A．制作滑动变阻器时，发现导线太长，采取缠绕的方式，可以缩短导线所占的距离空间，采用的是缺点列举法，故A不合题意；
B．研究串联电路的电阻时，引入“总电阻”的概念，采用的是等效替代法，故B不合题意；
C．用磁感线来描述磁场，采用的是模型法，故C符合题意；
D．通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法，故D不合题意。
故选C。
4、B
【详解】
A．根据安培定则，四指的方向方向为电流的方向，大拇指的方向为N极的指向，如图右端为N极，故A错误；
B．根据安培定则，四指的方向方向为电流的方向，大拇指的方向为N极的指向，如图左端为N极，故B正确；
C．根据安培定则，四指的方向方向为电流的方向，大拇指的方向为N极的指向，如图左端为N极，故C错误；
D．在电源外部，电流从电源的正极出发，经用电器、开关等回到负极，所以图中电流方向标注错误，故D错误。
故选B。
5、D
【详解】
A．由 得，电功率越大，电流做功不一定多，故A错误；
B．决定灯泡亮度的是实际功率，用电器的实际功率不一定等于其额定功率，灯泡的额定功率越大，灯泡不一定越亮，故B错误；
C．由
得，灯泡甲、乙的电阻分别为
，
两灯泡与36V的电源串联时
解得
，
因此
，
因此两灯泡都不能正常发光，故C错误；
D．电风扇工作时，其内部的电动机主要是电能转化为机械能，故D正确。
故选D。
6、D
【详解】
A．细线下端的磁体靠近小螺丝钉时，会吸引铁质小螺丝钉，从而取出小螺丝钉，故A不符合题意；
B．磁体能够吸引铁、钴、镍，磁体吸引铁棒而成为一个整体，靠近小螺丝钉时会吸引小螺丝钉，从而取出小螺丝钉，故B不符合题意；
C．铁棒被磁体磁化后具有磁性，靠近小螺丝钉时会吸引小螺丝钉而取出小螺丝钉，故C不符合题意；
D．磁体能够吸引铁、钴、镍，但不吸引铜，也不能磁化铜，所以不能取出小螺丝钉，故D符合题意。
故选D。
7、C
【详解】
A．两灯各自的电压相等，不一定是并联，因为两个规格相同的灯串联时，两端的电压也相等，故A不符合题意；
B．灯的亮度取决于灯的实际功率，灯的实际功率太小，此时电路中有电流，灯也不会亮，故B不符合题意；
C．两手互相搓动，克服摩擦做功，使手的内能增加，温度升高，属于做功改变物体的内能，是机械能转化为内能，故C符合题意；
D．当通电直导体下磁针的位置的磁场方向与磁针指向一致时，磁针不会旋转，故D不符合题意。
故选C。
8、B
【详解】
大头针被磁化后近N极端都为N极，远N极端都为S极，近S极端都为S极，远S极端都为N极，即两大头针下端为异名磁极，由于异名磁极相互吸引，故可知ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
9、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。
10、A
【详解】
A．磁铁对小铁球的吸引力是磁场力，不是弹力，该事例中不存在弹力，故A符合题意；
B．手拉弹簧时，弹簧变长发生弹性形变，会产生弹力，故B不符合题意；
C．手拉弓时，弓会发生弹性形变，会产生弹力作用，故C不符合题意；
D．跳板在人的压力作用下弯曲，发生弹性形变，会产生弹力作用，故D不符合题意。
故选A。
二、填空题
1、机械 内
【详解】
[1][2]电动机工作时电能主要转化为机械能，还转化为少量的内能；太阳能热水器是把太阳能转化为内能。
2、电铃 拉伸
【详解】
[1][2]当控制电路的开关S处于闭合状态时，电磁铁有电流通过，电磁铁有磁性，吸引衔铁，动触点和下面的静触点连接，电铃工作，由于衔铁向下运动，所以弹簧出于拉伸状态。
3、质量 焦耳 异名磁极 开关 大气压 守恒/保持不变 方向性
【详解】
（1）[1]在物理实验室中，使用托盘天平测量物体的质量.
[2]在国际单位制中，电功的基本单位是焦耳，常用单位是千瓦时。
（2）[3]由题知道，框架内用细线悬挂着两个内嵌磁铁的小木球，两个小木球能隔空相吸，因为同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，是利用了异名磁极相互吸引的原理。
[4]根据题意知道，“只要两个小木球靠近对准后，灯管会发光，将两球分远，灯就会熄灭”，即两小球起到了控制电路通断的作用，，所以说明这两个小木球相当于电路中的开关。
（3）[5]电路图中电学元件要使用规定的符号来表示，电动机在电路图中元件符号是。
[6]离心式水泵起动前，为了排除内部的空气，先向泵里灌满水，这样，叶轮转动后把水甩出，使叶轮附近的地方出现一块真空区域，即该区域的大气压强非常小，而低处的水面上有大气压，且外部的压强大于泵内的压强，所以水在外界大气压的作用下，通过进水管进入泵壳。
（4）[7]由于忽略空气阻力，小球在来回摆动过程中，总是动能和重力势能之间相互转化，即机械能守恒，所以每次都能达到相同的高度。
[8]根据题意知道，机械能可以自动地转化为内能，但是散失到空气中的内能无法自动转化为机械能，这是说明能量的转移和转化具有方向性。
4、磁场 N极
【详解】
[1]磁场的概念，是存在于磁体周围的空间场，一般用假象的磁感线来描述，故磁体周围存在着一种能使小磁针偏转，但看不见摸不着的物质为磁场。
[2]物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场方向。
5、磁场 奥斯特
【详解】
[1][2]由于磁体间通过磁场存在着相互作用的规律，故通过观察小磁针的变化，我们就能判断他周围是否存在磁场；所以通电导线附近的小磁针会发生偏转，这一现象说明通电导线周围存在着磁场，且磁场的方向与电流的方向有关，最早通过实验发现这一现象的是著名物理学家奥斯特。
三、计算题
1、（1）变强；（2）0.3W；（3）选A，S处于闭合状态时，当运动员起跑后对压敏电阻的压力减小，起跑指示灯要亮，S2要被吸引，电磁铁的磁性要增强，通过线圈的电流应变大，压敏电阻阻值要减小，所以压敏电阻受到的压力减小时其电阻值也减小．
【详解】
试题分析：（1）当S1处于断开状态时，闭合S，压敏电阻R0与电磁铁串联，若压敏电阻阻值变小，电源电压不变情况下，由欧姆定律知通过电路的电流增大，电磁铁的磁性随电流的增大而增强；（2）发令控制电路电源电压U＝6伏，电磁铁线圈的电阻不计，则R0与灯泡串联．若运动员起跑后，压敏电阻R0的阻值为30欧，则通过R0的电流I0=U/R0=6V/30Ω=0.2A；S和S1仍处于闭合状态，电磁铁线圈中的电流为0.25A，即通过灯泡的电流IL=I-I0=0.25A-0.2A=0.05A；此时发令指示灯的功率P=UIL=6V×0.05A=0.3W．（3）选A，S处于闭合状态时，当运动员起跑后对压敏电阻的压力减小，起跑指示灯要亮，S2要被吸引，电磁铁的磁性要增强，通过线圈的电流应变大，压敏电阻阻值要减小，所以压敏电阻受到的压力减小时其电阻值也减小．
考点：电磁继电器；欧姆定律；
2、 (1)2A；(2)20W；(3)6V
【详解】
解：(1)工作电路中，电源电压
U2=10V
发热电阻
R2=5Ω
则工作电路工作时的电流
(2)电阻R2的发热功率
P2=U2I2=10V×2A=20W
(3)当线圈中的电流
I1=20mA=0.02A
时，继电器的衔铁被吸合，右边工作电 路断开，此时控制电路的电源电压最小，由表格数据可知，当恒温箱的温度为50°C时，热敏电阻的阻值
R1=250Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，根据可得控制电路的最小电源电压
U1=I1(R1+R2)=0.02A×(250Ω+50Ω)=6V
答：(1)工作电路工作时的电流为2A；
(2) 电阻R2的发热功率为20W；
(3)若恒温箱的温度最高不得超过50°C，则控制电路的电源电压U1最小值为6V。
3、（1）4.55A（2）130s（3）450Ω（4）150Ω
【详解】
(1)由图甲所示电路可以知道，工作电路是通路，加热器处于加热状态．受控电路电源电压为220V，加热器的规格“220V 1000W”，此时加热器在额定电压下工作，其电流为：
(2) 恒温箱内空气温度从25℃升高到65℃需要吸收的热量为：
设加热器需正常工作时间为t，则放出的热量为W=Pt（其中P=1000W），
根据已知列方程如下：80%×Pt=1.04×105J，计算得t=130s；
(3) 若要使恒温箱内可获得上限为100℃的“恒温”，欲使电流达到0.04A的最高衔接电流，控制电路的电阻应该为，读图乙可知100℃时热敏电阻的阻值为400Ω，所以可变电阻R此时调节为：900Ω－400Ω－50Ω=450Ω；
(4) 当获得最高温度为50℃时，欲使电流达到0.036A的最低释放电流，控制电路的电阻应该为，读图乙可知50℃时热敏电阻的阻值为800Ω，所以可变电阻R此时调节为：1000Ω－800Ω－50Ω=150Ω；
4、5000W 10% 越小 越大 13
【详解】
(1)他乘电梯从1楼匀速升到21楼时，上升的高度：h＝(21 1)3m＝60m，因动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，克服小明重力和轿厢重力做的功为总功，所以，拉力F做的总功：W总＝(GG轿厢)h＝(500N4500N)60m＝3105J，拉力F的功率：P＝＝5000W；(2)动滑轮A提升小明时做的有用功：W有＝Gh＝500N×60m＝3×104J，动滑轮A提升小明的机械效率：η＝100%＝100%＝10%；(3)①电梯承载的人越多,电阻式压力传感器R1受到的压力越大，由丙图可知，电阻越小，电路中的总电阻越小，由I＝可知，电路中电流越大，当电流达到0.02A时，衔铁被吸下，电铃发出警报声；②当电流达到0.02A时，电路的总电阻：R＝＝400Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时压力传感器的电阻值：R1＝R R2＝400Ω 100Ω＝300Ω，由图丙可知，此时的最大压力为8000N，电梯承载的人数＝13.3，即13人．
点睛：（1）乘电梯从1楼匀速升到21楼时上升的高度为20层楼的高度，动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，克服小明重力和轿厢重力做的功为总功，根据W＝Gh求出拉力F做的总功，根据P＝求出拉力F的功率；（2）克服小明重力做的功为有用功，根据W＝Gh求出其大小，利用η＝×100%求出动滑轮A提升小明的机械效率；（3）①电梯承载的人越多，电阻式压力传感器R1受到的压力越大，由丙图可知其阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化；②当电流达到0.02A时，根据欧姆定律求出电路的总电阻，利用电阻的串联求出此时压力传感器的电阻值，由图丙可知此时的最大压力，然后得出电梯承载的人数．
5、通电导线在磁场中受力的作用 2×105Pa 25W
【分析】
（1）通电导线在磁场中受力运动，即电能转化为机械能，电动机就是利用该原理制成的．
（2）机器人静止在水平地面上时对地面的压力和自身的重力相等，根据求出它对地面的压力；又知道机器人与地面的接触面积即受力面积，根据求出它对地面的压强；
（3）知道牵引力和移动的距离，利用求得此过程中牵引力所做的功，再利用求出牵引力的功率．
【详解】
（1）电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的．
（2）机器人静止充电时，对地面的压力：
；
根据得，机器人对地面的压强：
；
（3）此过程中牵引力做的功：
；
根据和，牵引力的功率：
．
四、实验探究
1、偏转（转动） 磁场 电流 条形
【详解】
（1）[1][2]一根直导线AB架在静止的小磁针上方，闭合开关，会有电流流过直导线AB，并且从实验中观察到小磁针会发生偏转，会发生偏转，说明通电导线周围存在磁场。
[3]磁场的方向跟电流方向有关，要改变直导线周围磁场方向，可改变直导线中电流的方向。
（2）[4]根据安培定则，通电螺线管产生的磁场，一端是N极，另一端是S极，它这样的磁场和条形磁体的磁场一样。
2、增大 减弱 释放 0.4A 100Ω 1.2lx
【详解】
（1）[1]由表格信息可知，关照强度由5.0lx减小到1.0lx时，光敏电阻的阻值从24Ω增大到120Ω，说明随着光照强度的减小，光敏电阻的阻值增大。
[2][3]影响电磁铁磁性的因素有：电流大小和线圈匝数。由题意可知，光敏电阻阻值变大时，电路中的电流变小，在线圈匝数不变时，磁性减弱。当光照强度减小到一定值时，衔铁会被释放，此时工作电路接通，照明系统启动。
（2）[4]由工作电路电路图可知，俩个同规格的灯泡并联在220V电压上，则电路中的总电流为
（3）[5][6]照明系统恰好启动时，通过线圈的电流为0.02A，则此时控制电路的总电阻为
则
由表格信息可知，光敏电阻的阻值和光照强度的乘积是一个定值，即120Ω lx。所以光敏电阻的阻值和光照强度成反比，则当光敏电阻阻值为100Ω时，光照强度为
3、焦耳 电阻 长度 亮 电压表 增大 电流周围存在磁场 纸内
【详解】
(1)[1]电流做的功即消耗的电能，电功与电能的单位都是焦耳。
[2]为了纪念欧姆，人们用欧姆作为电阻的单位。
(2)[3]电路中铅笔芯与小灯泡串联，当夹子左右移动时，铅笔芯接入电路的长度改变，导致电阻发生变化，能改变电路中的电流大小，所以小灯泡的亮度发生变化。
[4]将夹子在铅笔芯上向左移动时，铅笔芯接入电路的长度减小，则电阻减小，电路中电流增大，所以可观察到小灯泡变亮。
(3)[5]由电路图可知，显示仪与热敏电阻并联，则该显示仪是电压表改装的。
[6]该电路热敏电阻R与定值电阻 R0 串联，电压表测热敏电阻R两端电压。在测量人的体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，即被测者体温越高，热敏电阻两端的电压越高。根据串联电路分压规律可知，热敏电阻阻值增大。
(4)[7]电荷的定向移动会形成电流，当电子沿着水平方向平行的飞过小磁针正上方时，有电流平行的流过小磁针正上方，因电流周围有磁场，小磁针会受到该磁场的作用而发生偏转。
[8]电子定向移动的方向与电流方向相反，图甲中电子向右流动，则图甲中磁针上方的电流方向向左，此时小磁针N极向纸外发生偏转。图乙中磁针上方电流方向向右，根据电流周围的磁场方向与电流方向有关可知，此时小磁针受到的磁力与图甲中相反，故此时小磁针N极应向纸内偏转。