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、安装直流电动机模型时,要改变直流电动机的转动方向,可以( )
A.改变电流大小
B.将磁体的N、S极对调
C.改变磁性强弱
D.将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调
2、如图所示,关于电与磁的说法,正确的是( )
A.甲图开关闭合后,位于螺线管右侧的小磁针将顺时针旋90°
B.乙图中实验可以探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
C.丙图扬声器是利用了电磁感应原理
D.丁图动圈式话筒的工作原理与电动机的工作原理相同
3、以下说法正确的是( )
A.牛顿发现了流体压强与流速的关系
B.帕斯卡最早测出了大气压的值
C.奥斯特发现了电磁感应现象
D.欧姆总结出了电流与电压和电阻的关系
4、闭合开关S,通电螺线管周围的磁感线如图所示,则下列说法正确的是( )
A.A端为电源的正极
B.通电螺线管右端为N极
C.小磁针左端为N极
D.改变电流的大小可以改变通电螺线管的磁场方向
5、如图所示的描述错误的是( )
A.条形磁铁周围磁感线的分布.
B.奥斯特实验:通电直导线周围存在磁场
C.通电磁线管的磁场分布.
D.地磁场N极与地理北极基本一致
6、通过直接感知的现象,推测无法直接感知的事实,这是物理学中常用的研究方法,小明针对下列观察到的现象做了以下推测,其中不符合事实的是( )
A.现象:用手很难将固体压缩——推测:固体内分子之间存在斥力
B.现象:酒精和水混后体积变小——推测:分子间有间隙
C.现象:将小磁针靠近某物体时,小磁针发生偏转——推测:该物体一定是磁体
D.现象:刚洗完澡感觉凉爽——推测:水蒸发可以吸收热量
7、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.
8、图是兴趣小组同学设计的运动音乐踏板装置,踩下或松开踏板,两音乐灯交替工作。下列描述正确的是( )
A.踏板与电磁铁是并联的 B.踩下踏板时绿灯亮、红灯灭
C.松开踏板时,动触点与b接触 D.增大R的阻值,可增大电磁铁对衔铁的吸引力
9、用钢条的一端去接近小磁针,如果小磁针被吸引过来,则( )
A.钢条肯定有磁性 B.钢条肯定没有磁性
C.钢条可能有磁性 D.以上说法都不对
10、要使电磁铁的两个磁极对调,可采取的方法是( )
A.改变电流方向 B.增加螺线管的匝数
C.减小电流 D.将铁芯从螺线管中拔出
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、科学探究的过程通常有以下几个步骤:①提出问题(或猜想);②实验探究;③分析归纳;④得出结论。为了验证“铅球”是否由铁制作,某同学用磁铁吸了一下“铅球”。“吸一下”这一过程属于科学探究中的 _________(选填序号)。
2、如图所示,给直导线通电时,其下方的小磁针发生偏转,这说明______;要减少地磁场对实验的影响,应使通电导线沿______(选填“东西”或“南北”)方向放置。实验时通过导线的电流应______(选填“大些”或“小些”)。
3、传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息按一定规律变换成电信号,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。热敏电阻主要是由______(选填“半导体”或“超导体”)材料制成的。热敏电刚刚值随温度变化的曲线如图甲所示,图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警线路图,图中a、b为两个固定的金属片,d为铁片。为了使温度过高时发送报警信息,开关c应该接在______处(选填“a”或“b”)。
4、科学家猜测,某地的海龟在春季是利用地磁场向南返回出生地的,于是在某个春季开展了如下研究:先在一个无地磁场环境的实验室内开展实验,发现海龟无固定游向;再把海龟置于模拟地磁场中(如图),图中甲为_______极;按科学家猜测,海龟应向_______(填“左”或“右”)游动。
5、在物理学中,为了研究磁场方便,我们引入了磁感线的概念。磁感线总是从磁体的___极出来,回到_______极。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、许多大桥被损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载,为了能抓拍超载车辆,小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理。如图甲为该超载记录器原理图,已知电源电压,电压表量程为0~5V,线圈电阻,保护电阻,为压敏电阻,当车辆驶入被检测路段时,其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示,当电压表示数达到或超过4V时,继电器的衔铁被吸下,工作电路中的照相机就开始工作,抓拍超载车辆。试问:(g取10N/kg)
(1)若某车的质量为15t,静止时轮胎与路面接触的总面积为0.3m2,则静止时该车对路面的压强为多少?
(2)第(1)问中该车辆过桥时,电压表的示数是多少?
(3)该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少?
2、有一种电加热恒温箱,工作原理如图a所示.控制电路由电压为U1=6V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器R0和热敏电阻R1组成;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=48.4Ω的电热丝组成.当控制电路中的电流达到0.05A时,衔铁被吸下来,触点处断开,工作电路停止工作,当控制电路中的电流小于0.05A时,衔铁被弹回,触点处接通,加热电路正常工作.热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图b所示.
(1) 工作电路正常工作1min,电热丝R2产生的电热是多少?
(2) 通过调节控制电路中滑动变阻器R0接入电路的阻值,就能调节恒温箱中需要设定的不同温度,如果恒温箱的温度设定为50℃,求滑动变阻器R0应接入电路的阻值.
(3) 若要提高恒温箱的设定温度,滑动变阻器R0接入电路的阻值应调大还是调小?
3、如图所示,这是物理兴趣小组设计的汽车转向指示灯电路模型,指示灯的规格均为“6V0.5A”,R0为6Ω的定值电阻,电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计,电源电压为6V;根据要求回答下列问题:
(1)当汽车正常直行时,转向开关应处于什么位置;
(2)请你解释一下当汽车左转弯时,左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁的工作原理;
(3)当左转弯时,指示灯发光较暗时它两端的电压为多少。
4、某展览厅(如图甲)为保护展品,设置了调光天窗,当外界光照较强时,能启动电动卷帘适时调整进光量;当外界光照较弱时,能自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图乙所示:R0为定值电阻;R为光敏电阻,其电阻值R随光照强度E的变化如图丙所示(E越大表示光照越强,其国际单位为cd);P为电磁铁,其线圈电阻RP为20Ω,当电流达到0.04A时能吸合衔铁。已知电源电压U1=12V,U2=220V,则:
(1)开关S闭合时,电磁铁P的上端为______极(选填“N”或“S”)。
(2)图乙中的L代表的是并联安装在展厅内的10盏“220V 10W”节能灯,这些节能灯同时正常工作4小时,共消耗电能______kW h。
(3)当外界光照强度达到1cd时,电动卷帘便开始工作,求R0的阻值______。
(4)为了环保节能,要在环境光线更弱时才启动节能灯照明,则应换用阻值较______。(选填“大”或“小”)的R0。
5、有一种电加热恒温箱,工作原理如图1所示。控制电路由电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻不计)、电阻箱R0和热敏电阻R1组成;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=44Ω的电热丝组成。其中,电磁继电器只有当线圈中电流达到60mA时,衔铁才吸合,切断工作电路;热敏电阻 R1的阻值随温度变化关系如图2所示。
(1)求电热丝工作时的功率和在10min内产生的热量;
(2)如果恒温箱的温度设定为50℃,求电阻箱R0应接入电路的阻值;
(3)若要提高恒温箱的设定温度,电阻箱R0接入电路的阻值应调大还是调小?简要说明理由。
四、实验探究(3小题,每小题5分,共计15分)
1、在探究“电磁铁磁性强弱的影响因素”实验中,小明用漆包线在大铁钉上绕若干匝,制成简单的电磁铁,实验电路如图:
(1)实验可以通过观察______来判断电磁铁磁性的强弱;
(2)保持滑动变阻器滑片不动,观察比较甲、乙吸引的大头针个数,可以得出电流一定时,匝数越多,电磁铁的磁性越______(选填“强”或“弱”);
(3)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数______(选填“增加”或“减少”),说明匝数一定时,电流越______,电磁铁磁性越强;
(4)根据右手螺旋定则,可判断出甲铁钉的上端是电磁铁的______极。
2、在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中。
(1)在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒些细铁屑,通电后____________有机玻璃板(填写操作方法),细铁屑的排列如图甲所示。
(2)由此可以判断,通电螺线管外部的磁场分布与____________周围的磁场分布是相似的。
(3)将小磁针放在通电螺线管外部,小磁针静止时______________________(选填N或S)极的指向就是该点处磁场的方向。
(4)小明利用上述通电螺线管制成了简易的电磁铁甲、乙,并设计了如图乙所示的电路。根据图示的情景可知,____________(选填甲或乙)的磁性强,说明电流一定时,线匝数越____________(选填多或少),电磁铁磁性越引
(5)被电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是____________
3、为了探究磁场,小华做了如下实验。
(1)探究磁体周围的磁场:
①在玻璃板上均匀撒上一层铁屑,再将玻璃板放在条形磁体上方,然后______玻璃板,观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被______成一个个小磁针,从而在磁场中有序地排列起来,如图甲所示;
②再在玻璃板上放一些小磁针,小磁针静止时的情况如图乙所示,黑色一端表示磁体的N极,某点小磁针______极所指的方向就是该点的______方向;
③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象、直观地描述磁场,物理学中把这样的曲线叫作______。
(2)探究通电螺线管周围的磁场:
①把小磁针放在螺线管四周不同的位置,通电后发现小磁针的指向如图丙所示,说明通电螺线管周围的磁场跟______磁体的磁场相似,图中_____(选填“左”成“右”)端是螺线管的N极;
②对调电源的正负极重复上述实验,小磁针的指向与之前相反,说明通电螺线管的极性跟______有关,断开开关后,小磁针静止时______极指向南方。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
AC.电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关,和电流大小、磁性强弱无关,故AC不符合题意;
BD.要想改变电动机的转动方向,可对调磁铁两极或改变线圈中电流的方向,二者同时改变时,电动机转动方向不变;故B符合题意,D不符合题意。
故选B。
2、B
【详解】
A.由安培定则可知,闭合开关后,通电螺线管的右侧为N极,根据电荷间的相互作用规律可知,位于螺线管右侧的小磁针将逆时针旋90°,故A错误;
B.乙图中的电路是串联电路,通过调节滑动变阻器可以改变电路中的电流,所以该实验可以探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,故B正确;
C.丙图扬声器是利用了通电导体在磁场中会受到力的作用,故C错误;
D.动圈式话筒的工作原理是电磁感应原理,电动机的工作原理是通电线圈在磁场中会受到力的作用,故D错误。
故选B。
3、D
【详解】
A.伯努利发现了流体压强与流速的关系,故A错误;
B.意大利科学家托里拆利最早比较精确地测出了大气压的数值,故B错误;
C.奥斯特发现了电流的磁效应,即电流周围存在磁场,英国物理学家法拉第最早发现电磁感应现象,故C错误;
D.德国物理学家欧姆首先发现了通过导体的电流与电压和电阻的关系,被后人命名为欧姆定律,故D正确。
故选D。
4、C
【详解】
ABC.由图可知,磁感线是从螺线管的左端出来的,则左端为N极,右端为S极,根据安培定则可知,螺线管外侧电流的方向是向上的,即电源的B端为正极;根据异名磁极相互吸引,所以小磁针的左端为N极,右端为S极;故AB错误,C正确;
D.磁场的方向与电流的大小无关(与电流的方向有关),改变电流的大小可以改变通电螺线管的磁场强弱,故D错误。
故选C。
5、D
【详解】
A.条形磁铁的外部磁感线从N极出来,回到S极,且两端磁性强,磁感线密,故A正确,不符合题意;
B.由图通电直导线中电流由右向左,根据安培定则可知,通电直导线下方磁场方向垂直纸面向外,所以小磁针N极向外旋转,S极转向纸内,故B正确,不符合题意;
C.由图电源左端为正极右端为负极,根据安培定则可知,通电螺线管左端为S极,右端为N极,外部磁感线从N极出来,回到S极,故C正确,不符合题意;
D.地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极在地理的北极附近,故D错误,符合题意。
故选D。
6、C
【详解】
A.分子间存在斥力,所以固体很难被压缩,故A不符合题意;
B.分子间有间隙,所以酒精和水混合后,总体积比各体积的和小,故B不符合题意;
C.小磁针具有磁性,能吸引磁性物质,当小磁针靠近不带磁性的磁性物质时,也会偏转,所以不能说明所靠近的物体是磁体,故C符合题意;
D.因为蒸发可以吸热,刚洗完澡,身上的水蒸发吸热,所以感觉凉爽,故D不符合题意。
故选C。
7、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。
8、B
【详解】
A.由上图知,踏板与电磁铁是串联的,故A错误;
B.踩下踏板时,左边的控制电路接通,电磁铁有磁性,将衔铁吸下,动触点与b接触,绿灯连入工作电路中,而红灯所在电路断路,故踩下踏板时绿灯亮、红灯灭,故B正确;
C.松开踏板时,控制电路断路,电磁铁失去磁性,在弹簧弹力的作用,动触点与a接触,与b分离,故C错误;
D.增大R的阻值,由欧姆定律可知电路的电流变小,电磁铁的磁性变小,减小了电磁铁对衔铁的吸引力,故D错误。
故选B。
9、C
【详解】
当磁体与一个物体相互吸引时,有两种可能,一是那个物体属于铁、钴、镍等没有磁性的物质,二是那个物体有磁性,异名磁极相互吸引。所以,A、B、D不符合题意,C符合题意。
故选C。
10、A
【详解】
电磁铁的磁极与通过电磁铁电流的方向和电磁铁中导线的绕线方向有关。要想改变电磁铁的磁极,可以不改变电流的方向只改变电磁铁导线的绕线方向;或者在电磁铁的导线绕线方向不变的情况下改变通过电磁铁的电流方向;与螺线管的匝数、电流的大小、是否有铁芯无关。
故选A。
二、填空题
1、②
【详解】
为了验证“铅球”是否由铁制作,用磁铁吸了一下“铅球”,根据磁铁具有吸引铁钴镍的性质便可知道“铅球”是否由铁制作。故“吸一下”这一过程属于科学探究中的实验探究。
2、通电导体周围存在磁场 南北 大些
【详解】
[1]给直导线通电时,小磁针发生偏转,是因为通电导体周围存在磁场,小磁针受到这个磁场的作用而发生偏转。
[2]由于存在地磁场,小磁针自然放置时会南北指向,那么通电导线应沿南北方向放置,产生的磁场方向与地磁场方向不同,则小磁针的转动便不是地磁场引起的。
[3]实验时,通过导线的电流应大些,则产生的磁场更强,对小磁针的作用力更大,则小磁针的偏转更明显。
3、半导体 a
【分析】
(1)超导体在一定条件下电阻可以变成0,半导体的导电能力在导体和绝缘体之间,主要有硅和锗等材料构成,根据题目条件判断;
(2)通过甲图观察温度升高时热敏电阻的阻值变化,然后再根据串联电路特点判断乙图左边电路中电流的变化,进而得到电磁铁磁性的大小变化;再根据乙中如图判断铁皮d的运动方向,它向那边运动,开关c就应接在哪边,只有这样才能接通右边电路,发送信息。
【详解】
[1]热敏电阻的阻值受温度的影响而变化,因此它肯定是半导体。
[2]观察甲图可知,当温度升高时热敏电阻阻值变小;因为热敏电阻R1与滑动变阻器串联,所以当R1的阻值变小时,总电阻变小,总电流变大,电磁铁的磁性变大;这时铁皮d会受到电磁铁的吸引向左移动与a接触,开关c只有与a接触,才能接通电路发送短信。
【点睛】
掌握串联电路的特点,了解电磁铁磁性的影响因素是解题的关键。
4、N 左
【详解】
[1][2]读图可知,用右手握住螺线管,使四指指向电流的方向,则大拇指所指的右端为N极,则图中甲为磁体N极,图中的乙为螺线管的S极;由于N极是指向地理的南极,海龟春季利用地磁场返南,地磁北极在地理的南极的附近,海龟朝地磁的N极运动,所以向左运动。
5、北 南
【详解】
略
三、计算题
1、 (1)5×105Pa;(2)2.5V;(3)5.5×104kg。
【分析】
固体压强的理解及相关计算,与敏感电阻有关的计算;
求解 题干信息 所用公式
(1)静止时该车对路面的压强 若某车的质量为15t,静止时轮胎与路面接触的总面积为0.3m2
(2)第(1)问中该车辆过桥时,电压表的示数 已知电源电压,线圈电阻,保护电阻
(3)该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量 电压表量程为0~5V
【详解】
(1)静止时对该车对路面的压力: ,
该车对路面的压强:
;
(2)根据控制电路可知,三电阻串联,电压表测两端的电压,由乙图像可知,
时,此时压敏电阻的阻值
电路中的电流
电压表测两端的电压,示数为
(3)经分析当电压表示数最大时,记录器所能记录的过桥车辆的质量最大,电路中的电流
两端电压
压敏电阻两端的电压
压敏电阻的阻值
由图乙可知此时的压力
则记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是
。
答:(1)该车对路面的压强为5×105Pa;
(2)第(1)问中该车辆过桥时,电压表的示数是2.5V;
(3)该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是4×104kg。
【点睛】
失分原因
题号 失分原因
(1) 不会运用固体压强公式进行计算
(2) ①不会根据图像得出的阻值; ②对电路的串并联识别不清
(3) ①不会根据“电压表量程为0~5V”确定两端的最大电压为5V; ②不会根据串联电路的电压关系间接计算出两端的电压; ③不会根据图像得出此时的阻值
2、 (1) 6×104J (2)4 0Ω (3)调大
【详解】
(1)电热丝正常工作1分钟,产生的热量: ;
(2)当温度为50℃时,R1=80Ω,在控制电路中, ,
R2=R总﹣R1=120Ω﹣80Ω=40Ω;
(3)若提高恒温箱的温度,则R1的电阻减小,因为工作电路正常工作时,控制电流不变,因此控制电路的总电阻不变,R1电阻减小,因此变阻器接入电路的电阻应调大.
3、(1)1和2;(2)当转向开关与触点4和5刚接通时,电磁铁中有电流通过,左转指示灯发光较暗,接着衔铁被吸下,触点A与B接通,电磁铁和电阻R0被短路,左转指示灯发光较亮,此时由于电磁铁中没有电流通过,衔铁被弹簧拉上去,触点A与B分离,电磁铁中又有电流通过,随后电磁铁又将衔铁吸下,如此循环,左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁;(3)4V
【详解】
解:(1)汽车正常直行时,左转指示灯和右转指示灯均不亮,电路处于断开状态,所以转向开关应处于1和2的位置。
(2)当转向开关与触点4和5刚接通时,电磁铁中有电流通过,左转指示灯发光较暗,接着衔铁被吸下,触点A与B接通,电磁铁和电阻R0被短路,左转指示灯发光较亮,此时由于电磁铁中没有电流通过,衔铁被弹簧拉上去,触点A与B分离,电磁铁中又有电流通过,随后电磁铁又将衔铁吸下,如此循环,左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁。
(3)指示灯的规格均为“6V0.5A”,由可得,指示灯的电阻为
当左转弯时,指示灯发光较暗时,左转指示灯和R0串联,电路中的总电阻为
因为电磁铁线圈阻值不计,电路中电流为
指示灯发光较暗时它两端的电压为
答:(1)开关应处于1和2的位置;
(2)当转向开关与触点4和5刚接通时,电磁铁中有电流通过,左转指示灯发光较暗,接着衔铁被吸下,触点A与B接通,电磁铁和电阻R0被短路,左转指示灯发光较亮,此时由于电磁铁中没有电流通过,衔铁被弹簧拉上去,触点A与B分离,电磁铁中又有电流通过,随后电磁铁又将衔铁吸下,如此循环,左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁;
(3)当左转弯时,指示灯发光较暗时它两端的电压为4V。
4、S 0.4 160Ω 小
【详解】
(1)开关S闭合时,电磁铁中电流的方向是向左的,由安培定则可知,电磁铁P的上端为S极。
(2)10盏节能灯的总功率为
P=10P1=10×10W=100W=0.1kW
则这些节能灯同时正常工作4小时消耗的电能
W=Pt=0.1kW×4h=0.4kW h
(3)当外界光照强度达到1cd时,由图可知,R=120Ω,当电动卷帘便开始工作,电磁铁能吸合衔铁的电流I=0.04A,由得,电路总电阻为
根据串联电路电阻规律可知,R0的阻值为
R0=R总-R-RP=300Ω-120Ω-20Ω=160Ω
(4)若要缩短节能灯点亮的时间,即当外界光照更弱时,电磁铁才能吸合衔铁,节能灯才能工作;由图2可知,当光照强度E减小时,R的阻值变大,而电磁铁能吸合衔铁的电流不变,电源电压不变,则电路总电阻不变,故应换用阻值较小的R0。
答:(1)开关S闭合时,电磁铁P的上端为S极;
(2)这些节能灯同时正常工作4小时消耗的电能0.4kW h;
(3)当外界光照强度达到1cd时,电动卷帘便开始工作,R0的阻值为160Ω;
(4)为了环保节能,要在环境光线更弱时才启动节能灯照明,则应换用阻值较小的R0。
5、 (1)1100W,6.6×105J;(2)50Ω;(3) R0的阻值必须调大
【详解】
解:(1)电热丝工作时的功率
电热丝在10min内产生的热量
Q=Pt=1100W×10×60s=6.6×105J
(2)由图2知,当温度为50℃时,热敏电阻的阻值
R1=100Ω
此时衔铁应吸合,切断工作电路,那么控制电路中的电流为
I=60mA=0.06A
控制电路中的总电阻
电阻箱接入电路的阻值
R0=R总-R1=150Ω-100Ω=50Ω
(3)若要使恒温箱的设定温度高于50℃,由图2知道,热敏电阻的阻值R1将减小,衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需0.06A,即要求控制电路中的总电阻不变,所以R0的阻值必须调大。
答:(1) 电热丝工作时的功率为1100W,10min内产生的热量为6.6×105J;
(2)电阻箱R0应接入电路的阻值为50Ω;
(3)若要提高恒温箱的设定温度,电阻箱R0接入电路的阻值应调大。
四、实验探究
1、吸引大头针的数量 强 增加 大 N
【详解】
(1)[1]电磁铁的磁性强弱无法用眼睛直接观察,因此呀转换成通过电磁铁吸引大头针的多少来反映磁性的强弱。
(2)[2]由图知,两电磁铁串联,电流相等,乙的线圈匝数较多,吸引的大头针较多,说明电流相同的情况下,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强。
(3)[3][4]由图知,当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器的电阻变小,电路中的电流变大,电磁铁甲、乙的磁性都会增强,吸引大头针的个数都增加,所以在线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁磁性越强。
(4)[5]根据右手螺旋定则,四根手指环绕方向为电流方向,此时大拇指指向上方,因此甲铁钉的上端是电磁铁的N极。
2、轻敲 条形磁铁 N 甲 多 大头针被磁化,同名磁极相互排斥
【详解】
(1)[1]在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒些细铁屑,轻敲玻璃板,铁屑重新排列,最终如图甲所示。
(2)[2]通电螺线管外部的磁场分布与条形磁铁相似,都是从N极出发回到S极,中间磁感线稀疏,磁性较弱,两极磁感线密集,故磁性强。
(3)[3]根据磁极的规定,小磁针静止时N极所指的方向即为磁感线的方向。
(4)[4][5]如图所示,甲的磁性强,因为吸引铁钉的数目最多;甲磁铁的线圈匝数多,磁性强,故可以得出结论说明电流一定时,线匝数越多,磁性越强。
(5)[6]被电磁铁吸引的大头针下端分散的原因大头针被磁化,磁化后同名磁极相互排斥。
3、轻敲 磁化 N 磁场 磁感线 条形 右 电流方向 S
【详解】
(1)[1]轻敲玻璃板的目的是减小摩擦力对铁屑的影响。
[2]铁屑在磁场中会被磁体磁化,成为一个个小磁针,具有了磁性,从而在磁场中有序地排列起来。
[3][4]物理学规定,磁场中某点小磁针N极方向即为该点的磁场方向。
[5]为了形象地描述磁场,人们用一些带箭头的曲线来表示磁场的存在以及磁场的强弱,这样的曲线叫做磁感线,磁感线不是实际存在的。
(2)[6][7]由图丙从铁屑的排列情况可以看出,通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似,都是具有两个磁性较强的磁极;电流左进右出,根据安培定则,右边为N极。
[8][9]对调电源的正负极重复上述实验,电流方向相反,小磁针的指向与之前相反,说明通电螺线管的极性跟电流方向有关;小磁针相当于指南针,静止时S极指地理南方。