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专题10 电和磁
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 磁现象和磁场 ☆☆ ①知道磁性概念，描述磁体周围存在着磁场，识别磁体的极性，绘制通电直导线、通电螺线管周围的磁感线与分布规律；②描述电磁感应现象，说明产生感应电流的条件，跟磁场方向和导体运动方向有关③描述家庭电路的组成，使用测电笔辨认火线和零线，说出电能表及熔断器（保险丝）的作用，树立安全用电的意识④根据具体要求绘制简单的电磁控制电路，以及电磁铁的计算
考点2 电磁感应、电动机 ☆☆
考点3 家庭电路 ☆☆
■考点一 磁现象和磁场
1．磁铁：磁性是磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质(吸铁性)。具有磁性的物质称为磁体，永磁体分为天然磁体和人造磁体。
2．磁极：磁体上磁性最强的部位叫磁极(磁体两端最强中间最弱)。能自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫南极(S)，指北的磁极叫北极(N)。磁极间的相互作用规律为：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【知识拓展】最早的指南针叫司南。其勺柄是磁铁的S极，指向地理南方。
一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在两个磁极。
磁化指使原来没有磁性的物体得到磁性的过程。磁铁之所以可以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁铁的接触部分间形成异名磁极后相互吸引的结果。
软铁被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁性材料。钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁。
物体是否具有磁性的判断方法：①根据磁体的吸铁性判断；②根据磁体的指向性判断；③根据磁体相互作用规律判断；④根据磁极的磁性最强判断。
3．磁场：磁场是磁体周围存在着的看不见、摸不着的特殊物质。可利用转换法根据磁场所产生的作用来认识磁场。磁场对放入其中的磁体会产生力的作用。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。在磁场中某点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。
4．磁感线：磁感线是用来描述磁场强弱、方向的一种科学模型。任何一点的曲线方向都跟__放在该点的小磁针北极所指的方向一致。磁感线的方向：磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。
【知识拓展】磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线，不是客观存在的。但磁场是客观存在的。用磁感线描述磁场的方法叫模型法。磁感线是封闭的曲线。磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的，磁感线不相交，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
■考点二 电磁感应、电动机
1．奥斯特实验：小磁针在通电导线的周围发生偏转，称为电流的磁效应。该现象说明：通电导线的周围存在磁场，且产生的磁场方向与电流方向有关。
2．通电螺线管的磁场：通电螺线管周围的磁场和条形磁体的磁场很相似。其两端的极性跟电流方向有关，电流方向与磁极间的关系可由右手螺旋定则(或安培定则)来判断。
3．电磁铁是带有铁芯的通电螺线管。电磁铁是由线圈和铁芯两部分组成的。
电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失；当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。电磁铁磁性的有无，可由开关来控制；电磁铁磁性的强弱，可由电流大小和线圈匝数来控制；电磁铁的极性位置，可由电流方向来控制。
4．磁场对电流的作用：通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与磁场方向及电流方向有关。
通电线圈在磁场中，当线圈平面与磁感线不垂直时，磁场力会使线圈转动；当线圈平面与磁感线垂直时，线圈也会受到磁场力的作用，但不会转动，这一位置叫做平衡位置。
5．直流电动机：电动机是利用通电线圈能在磁场中转动的原理制成的。
直流电动机模型主要由磁体(定子)、线圈(转子)、换向器和电刷四部分组成，其中，最简单的换向器是两个彼此绝缘的金属半环，它的作用是当通电线圈由于惯性转过平衡位置时，立即改变线圈中的电流方向，以实现线圈的持续转动。
直流电动机的转速可由电流大小来控制；转动方向可由电流方向和磁极的位置来控制。
6．电磁感应：英国物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。
电磁感应中产生的电流叫感应电流。感应电流的产生条件：电路必须是闭合电路，必须有一部分导体做切割磁感线运动。感应电流的方向跟磁场方向和导体的运动方向有关。
7．发电机：发电机是根据电磁感应原理制成的。
交流发电机主要由定子(磁体)、转子(线圈)、铜环和电刷。
5．直流电与交流电：方向不变的电流叫直流电。大小和方向都发生周期性变化的电流叫交流电。
交流电的周期指电流发生一个周期性变化所用的时间，其单位就是时间的单位秒(s)。
交流电的频率指电流每秒发生周期性变化的次数。其单位是赫兹，符号是Hz。频率和周期的数值互为倒数。
■考点三 家庭电路
（一）熔断器
(1)结构:熔断器一般有封闭管式熔断器和敞开插入式熔断器两种。熔断器内有保险丝，封闭管式熔断器的保险丝被封闭在玻璃管内，插入式熔断器的保险丝装在盒盖上。
(2)连接:串联在火线上。
(3)保险丝
①作用:当电路中的电流过大时，保险丝会自动熔断，切断电路，起到保护电路的作用。
②材料:一般由熔点较低的金属合金制成。
③选择依据:保险丝有各种不同的规格，通常标有额定电流(正常工作电流)。选用保险丝应使保险丝的额定电流等于或稍大于电路中正常工作时的电流。
（二）断路器
(1)作用:当流过断路器的电流超过额定电流时，断路器可以自动断开切断电路，从而起到保护电路的作用。
(2)连接:断路器一般串联在火线上。
(3)优点:断路器能手动复位，接通电路，也能手动切断电路。断路器因使用方便、安全而得到普及。
（三）家庭电路中电流过大的原因
(1)发生短路
短路就是指电流没有经过用电器而直接构成通路。发生短路时，电路中的电阻很小，由公式可得在电压U=220伏不变时，电路中电流很大。造成家庭电路短路的三种情况:
①电线或用电器使用太久绝缘皮破损或老化，使火线和零线直接连通。
②接线时没有仔细查看造成短路。
③用电器两端的接线柱上有一根导线没接牢而脱落并和另一根导线连通，造成短路。
(2)用电器的总功率过大，造成家庭电路中用电器的总功率过大的情况:
①使用了大功率的用电器。如使用大功率的空调或大功率的电热水器等。
②使用的用电器过多。如炎热的夏季傍晚，某家庭中可能同时使用照明电器、做饭的电器、消暑降温的电器和娱乐休闲的电器等。
■考点一 磁现象和磁场
◇典例1：（2025·浙江三模）在研究“磁极间的相互作用规律”时，实验小组的同学设计了下列四个方案，其中不合理的是（ ）
A．两手各拿一块条形磁铁，并将各自的一个磁极相互靠近
B．将一条形磁铁放在小车上，手拿另一条形磁铁的磁极相互靠近
C．手拿条形磁铁，将磁极靠近小磁针的磁极
D．手拿条形磁铁，将磁极放着的条形磁铁中间
◆变式训练1：（2025·金华模拟）在班级组织的“自制指南针”活动中，小科同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法中正确的是( )
A．树叶尖端指向地磁南极
B．指南针的“N”应标注在树叶尖端
C．树叶周围存在磁场和磁感线
D．若用磁体的N极靠近树叶尖端，会相互吸引
◆变式训练2：（2025·浙江模拟）科学发现往往闪耀着科学家们智慧的光芒。
（1）1820年，奥斯特发现通电导线能使其周围的小磁针发生偏转。如图所示，在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，闭合开关时，小磁针的 N极向纸外偏转，则电源 端为正极。
（2）法拉第深入思考了奥斯特实验，他认为：通电导线能使磁针转动，说明磁针受到力的作用，那么反过来，磁针也能使通电导线转动。他这样推测的依据是 。
◆变式训练3：（2025·绍兴模拟）在同一直线上相距较远地放置两个相同规格的条形磁铁A、B。现在A上施加水平力F使其沿直线向磁铁B运动，假设当A 运动一段时间后，两磁铁间才出现吸引力，吸在一起后共同运动。整个过程保持A做匀速直线运动，吸在一起前 B 始终静止。
（1）在磁铁A 靠近B过程中出现了吸引力，请在俯视图中已画出的一条磁感线上用箭头标出其方向。
（2）整个过程中，磁铁A 受到的摩擦力大小变化是 。磁铁B受到的摩擦力大小变化是 。
■考点二 电磁感应、电动机
◇典例1：（2025·浙江模拟）如图所示的电路是利用光敏电阻特性设计的电路，能够实现夜晚变暗时路灯自动亮起，白天变亮时路灯自动熄灭。下列有关说法正确的是( )
A．当控制电路断开时，电磁铁仍有磁性
B．光敏电阻阻值随光照强度的增强而增大
C．为了让路灯更早亮起，可将滑片适当向右移
D．工作电路A 端应与家庭电路的零线相连
◆变式训练1：（2025·义乌模拟）如图所示，一个综合实践小组的同学用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极（填“N”或“S”）。闭合开关，用手是轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 （填“发电机”或“电动机”），若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 。（填“相同”或“相反”）
◆变式训练2：（2025·杭州模拟）某同学发现不少商场洗手间为顾客提供干手器(图甲)，他也想设计并制作一款干手器供学校使用。
（1）某同学利用电磁继电器设计了如电路图(图乙)，实现自动化控制。闭合开关S、S1、S2后，干手器感应到手伸入时，感应开关闭合，电动机开始工作。此时电磁铁上端为 极，图丙中的光敏电阻 (选填“①”或“②”)符合他的设计要求。
（2）若全校师生均使用热风干手，按照某同学的设计图及干手器参数表计算干手器使用一次消耗的电能
干手器参数
额定电压 220V
电动机额定功率 50W
R1加热功率 950W
工作时间 18s
◆变式训练3：（2025·绍兴三模）为探究种子的萌发条件，某同学利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R等器件设计了一个恒温箱控制电路（如图甲所示），R1处于恒温箱内，图乙是R1的阻值随温度变化的关系曲线。控制电路的电源电压U＝6V，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，当电流为20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。
（1）当恒温箱内的温度升高时，控制电路中电流 （选填“增大”、“减小”），电磁铁的磁性增强。
（2）为了实现温度控制，恒温箱的加热器（加热器的电热丝图中未画出）应该选择连接的两个接线柱是 。
（3）如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是50℃～100℃，变阻器R2的最大阻值至少为多少？
（4）若要提高恒温箱控制的温度，合理的操作方法是 。
■考点三 家庭电路
◇典例1：（2021·杭州）以下四幅家庭电路图中，连接正确的是（ ）
A． B．
C． D．
◆变式训练1：（2023·江山模拟）在如图所示的家庭电路中，闭合开关S，灯泡不能发光，用试电笔检测双孔插座左右两孔，氖管都发光。若电路中只有一处故障，则发生的故障是（ ）
A．插座发生短路 B．灯泡发生短路
C．开关S发生短路 D．ef间断路
◆变式训练2：（2020·衢州）小明家里一盏电灯不能发光了，换上新的电灯，还是不能发光。于是小明拿来测电笔，闭合开关后，分别在如图a、b、c、d四个位置进行测量，测电笔均能发光。则电路故障是（ ）
A．a点与火线之间断路 B．a点与b点之间断路
C．c点与d点之间断路 D．d点与零线之间断路
◆变式训练3：（2023·慈溪模拟）图甲为某家用电路示意图，为防止电路短路而引发火灾，小明欲将某款双金属片段路器接入该家庭电路中，图乙为断路器分别在“电路正常”和“某处短路”两种状态的示意图。
（1）图甲中灯泡与插座的联接方式是 。
（2）将断路器接入图甲中M处时，应选择a.b.c中的 两个接线柱。
（3）小明将该断路器接入图甲中N处，在使用中因电灯L发生短路导致断路器断开，若用测电笔测试插座三个孔的带电情况，其中能使氖管发光的是 。（可多选）
A.接地插孔 B.零线插孔 C.火线插孔
1.（2023·衢州）如图为某款玻璃清洁器，由两块各含磁铁的清洁片构成。使用时，两块清洁片总是隔着玻璃合在一起移动，这是因为（ ）
A．异名磁极相互排斥 B．异名磁极相互吸引
C．同名磁极相互排斥 D．同名磁极相互吸引
2．（2023·台州）电给人类的生活带来极大的方便，然而使用不当时，也会给人们带来危害，下列符合安全用电原则的是（ ）
A．超负荷使用插座 B．用湿手触摸开关
C．将插头的接地插脚掰弯使用 D．放风筝时远离高压设备
3.（2023·台州）模型可以帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的事物。下列磁感线模型正确的是（ ）
A． B． C． D．
4.（2022·金华）司南是我国早期的指南针。小科将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，一起置于装水的纸盘中，漂浮在水面上，能自由转动，从而得到一个仿制“司南”（如图所示）。下列说法正确的是（ ）
A．“司南”静止时勺柄指南，标为N极
B．“司南”能指南北是受地磁场的作用
C．“司南”的纸盘换成铁盘后也能正常使用
D．“司南”勺柄的指向与勺内磁体的磁极方向无关
5.（2023·丽水）哈尔滨、杭州等地将打造低真空超高速磁浮飞行巴士，时速可达1000公里以上。磁浮飞行巴士采用能量回收制动方式，巴士到站前停止动力供应。继续向前运行，内部线圈切割磁感线产生电流，部分机械能转化为电能进行回收。下列四幅图中能反映能量回收原理的是（ ）
A． B． C． D．
6．（2023·衢州）按如图所示电路进行实验，将滑动变阻器的滑片从右向左移动，电磁铁吸引的大头针枚数增多。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是（ ）
A．电流的大小 B．电流的方向 C．线圈的匝数 D．铁芯的粗细
7.（2021·杭州）如图所示，闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上，下列判断正确的是（ ）
A．条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力
B．条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力不变
D．若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力变大
8．（2025·浙江）小科设计了一款智能照明灯，其电路的原理图如图所示。光线较暗时灯泡自动发光，光线较亮时灯泡自动熄灭。控制电路中，电源电压恒定， 为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。下列说法正确的是( )
A．电磁铁的上端为 S极
B．当光照强度增强，控制电路中的电流将变小
C．当光照强度减弱，电磁铁的磁性增强
D．灯泡应设计在A 和B 两接线柱之间
9.（2023·衢州）科学发现往往闪耀着科学家们智慧的光芒。
（1）1820年奥斯特发现通电导线能使其周围的小磁针发生偏转。如图，在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，闭合开关时，小磁针N极向纸外偏转，则电源 端为正极。
（2）法拉第深入思考了奥斯特实验，认为：通电导线能使磁针转动，说明磁针受到力的作用，那么反过来，磁针也能使通电导线转动。他这样推测的依据是 。
10．（2023·台州）福建舰是我国完全自主设计制造的第三艘航母，其配置的电磁弹射是当今世界少数国家掌握的先进技术。电磁弹射的结构示意如图甲，其科学原理如图乙。
（1）航母上的发射轨道相当于图乙中两根金属导轨，弹射车相当于金属棒ab，通电后磁场对弹射车产生 ，从而使弹射车牵引飞机快速运动，当弹射车运动到轨道末端停下来时，由于飞机具有 而保持原来的运 动状态，并在发动机动力的作用下加速飞离甲板。
（2）电磁弹射原理虽简单，但是建造所需的技术难度极高。如电磁弹射需要强大的电力储能系统，能在3秒内提供1.2×108焦的电能，将几十吨的飞机加速到几百米/秒，该系统的功率至少达 瓦。
11．（2023·衢州）新能源汽车因绿色低碳逐渐取代燃油汽车，电动汽车是常见的一种新能源汽车。
（1）内燃机为燃油车提供动力，其一个工作循环一般包括吸气、 压缩、做功、排气四个冲程，其中 冲程使汽车获得动力。
（2）电动机为电动汽车提供动力。下列实验可以演示电动机工作原理的是 。(填选项)
12.（2023·台州）电吉他的发音是通过拾音器连接扬声器来实现的。拾音器的基本结构如图所示，其工作原理是：金属弦在磁体的磁场中被磁化，当其被拨动而产生振动时，在线圈中会产生感应电流，将声音信号转变为电信号。
（1）要保证金属弦的磁化效果，其制作材料中可能含有的金属是 (填一种即可) 。（2）当金属弦振动时，与线圈间产生了相对运动，相当于线圈切割金属弦磁场的 ，从而产生感应电流。线圈中感应电流的方向是 (选填“变化”或“不变")的。
13．（2023·台州）夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小宁利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合，电动机转动，遮阳棚防紫外线的遮阳布展开。
（1）调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合。为了达到设计要求，需要把滑动变阻器R1的滑片P向 (填“左”或“右”)移动。
（2）从安全用电的角度分析，进户线a应该是 线。
14．（2023·衢州）人员密集的室内场所，容易造成二氧化碳含量偏高，对人体产生不利的影响。研究小组设计了如图所示的电路。R2为气敏电阻，其阻值随CO2气体浓度的增大而减小，当室内CO2气体含量升高到一定浓度时，工作电路中的排风扇开始工作，把室内气体排出。回答下列问题：
（1）在设计电路时要实现自动换气功能，排风扇应连接在工作电路中的 位置；
（2）要使排风扇在二氧化碳浓度更低时就能开始工作，以下几种改进方法正确的是 。
A．增加电磁铁线圈匝数
B．控制电路中再串联一个电阻
C．把滑动变阻器R1的滑片向上移
15.（2023·宁波）如图所示是小宁设计的水位自动控制电路，其中工作电路由指示灯L、电动机M等元件组成，由家庭电路供电；控制电路中，金属板A、B置于水箱中不同位置，水箱中的天然水是导体。
（1）我国家庭电路电压为 V。
（2）当水箱内水面处于金属板A以下时，工作电路中的 处于工作状态。
（3）测试时，小宁发现由于电磁铁磁性太弱，电磁继电器无法正常工作。适当 （填“增加”或“减少”）电磁铁的线圈匝数，可以解决上述问题。
16．（2025·浙江）智能自动化管理是未来社会的发展趋势。如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图，其中光敏电阻R 的阻值随照度变化的关系如图乙所示(照度表示物体被照明的程度，单位是 lx)。请你回答下列问题：
（1）电磁继电器是利用电流 效应工作的，当光照强度增强时，光敏电阻的阻值将 ，控制电路中的电流将变大。长时间使用后，控制电路中的电流将降低。
（2）当开关S闭合，光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时，警示灯L恰好亮起。已知控制电路的电源电压为22 V，电磁继电器的线圈电阻为10 Ω，此时控制电路中的电流是 A。
17．（2023·衢州）如图为市场上在售的某款鸡蛋孵化器，鸡蛋的孵化需要适宜的湿度和温度。某项目化小组设计了一个自动控湿电路(图甲)。控制电路电源电压U为9伏，定值电阻R0的阻值为30欧，R1为湿敏电阻，其阻值随湿度的变化情况如图乙所示。当线圈中的电流为0.18安时，衔铁被吸合；当线圈中的电流为0.15安时，衔铁释放。(线圈电阻不计)
（1）由图乙可知，湿敏电阻的阻值随湿度增大而 (选填”增大”、”不变”或”减小”)。
（2）按控湿电路的工作要求，加湿器应接在工作电路的 (选填”AB”或”CD”)之间。
（3）通过计算说明该控湿电路的湿度变化范围。
（4）如果要适当提高控湿电路的最大湿度值，下列措施中可行的有 。
A．换用阻值更大的R0 B．适当提高电源电压U C．减少该电磁铁线圈匝数
18.（2023·台州）我省实施“清凉工程”，为每个教室安装了空调。
（1）安装一台额定电压为220伏，最大功率为5500瓦的空调，需要给教室单独铺设输电线。通过计算说明，应选择允许通过最大电流至少为多少的导线？
（2）某台空调制冷时消耗的功率为2340瓦，若连续制冷0.5小时，消耗多少电能？
（3）为落实节能降耗，某同学设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路，实现当气温升至30℃时，衔铁才能被电磁铁吸下，接通空调线路。热敏电阻R1的阻值随温度变化情况如图乙。
实际使用中发现：当气温在30℃上下波动时，空调线路会频繁接通和断开，影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻R0（如图丙），实现了空调线路接通后，气温降低至26℃以下时才自动切断，回升至30℃后才重新接通。请计算R0的阻值，并说出“气温从30℃降低至26℃时，空调线路不断开”的工作原理。（电路改进前后，衔铁刚被吸下时，电磁铁线圈中的电流大小不变；线圈电阻忽略不计）
19．（2025·浙江）为实现路灯白天自动熄灭、夜晚自动亮起，小科用光敏电阻和电磁继电器等元件，设计了路灯自动控制电路(如图)。
（1）电磁铁是电磁继电器中的重要部件，其工作原理主要是____(填字母)。
A．电磁感应
B．电流周围存在磁场
C．通电导体在磁场中受到力的作用
（2）要实现路灯自动控制功能，光敏电阻的阻值应随光照强度增加而 (填“增大”或“减小”)。
（3）测试时，闭合开关S，发现白天路灯未能自动熄灭。请写出一种改进措施： 。
1．（2025九下·杭州模拟）如图所示是生活中常见的刷卡机，当人们将带有磁条的信用卡在刷卡机指定位置刷一下，刷卡机的检测头就会产生感应电流便可读出磁条上的信息。下列选项中与刷卡机读信息原理相同的是（ ）
A． B． C． D．
29．（2025·宁海二模）如图为探究感应电流产生条件的实验装置，为了使现象更加明显，关于所选的导体AB 材质及对导体AB 的操作合适的是（ ）
A．铁棒，缓慢切割磁感线 B．铜棒，缓慢切割磁感线
C．铁棒，快速切割磁感线 D．铜棒，快速切割磁感线
3．（2025·西湖二模）在学校组织的“磁力小车弹射”比赛中，小科将条形磁铁固定在静止的小车上，电磁铁固定在水平桌面上，如图所示。为使小车运动的距离更远，下列说法正确的是（）
A．向左移动滑动变阻器的滑片
B．将接线柱c的导线改接到接线柱b
C．在小车上换用磁性更强的条形磁体
D．改变电源的正负极
4．（2025上城·模拟）下列实验的结论中错误的是（ ）
A．甲：通电导体在磁场中受到力的作用
B．乙：闭合电路的一部分导体在磁场中运动产生电流
C．丙：通电导体周围存在磁场
D．丁：电流大小相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
5．（2025·绍兴模拟）人工心脏泵可短时间替代心脏泵血，其基本结构如图。当电流从B端流入时，电磁铁左端为 极，此时模拟心脏 (选填“收缩”或“舒张”)。为增强此“心脏”的泵血能力，可采用的方法是 。
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6．（2025·温州模拟）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到一定值时电铃响起，发出报警信号。
（1）电铃响时，电磁铁右端是 极
（2）当温度达到 时，该电铃响起。
（3）通过调节滑动变阻器滑片， (填“能”或“不能”)改变该装置报警温度。
7．（2025·金华模拟）如图是项目化学习小组为农场的储水箱设计的自动抽水控制系统。已知：工作电路电压 U1恒为220V，控制电路电压U2恒为12V；压敏电阻R2安装在水箱下部，其阻值随压力F的增大而减小，部分数据如下表；电磁铁线圈阻值不计，当电流达到40mA时，衔铁恰好被吸下； 水箱重50kg， 容积为0.85m3。计算：
压力F/N 6000 7000 8000 9000 10000
压敏电阻R2阻值/Ω 240 230 220 210 200
（1）水箱装满水时控制水泵的电动机M恰能自动停止工作，则R1的阻值应选多少欧
（2）若水箱距水源高度为4m，需要在100s内将水箱注满，则选择的电动机抽水功率至少为多少瓦
8．（2025·嘉兴模拟）小科观察了小区入口的车辆出入自动控制闸， 发现当车牌被识别系统识别后， 绿灯亮， 栏杆抬起， 车辆通行。
（1）于是他设计了如图所示的模拟电路， 车牌识别成功相当于图中 。
（2）已知该电路电源电压为6伏，指示灯L工作时的阻值为5欧， 滑动变阻器接入电路的阻值为10欧，线圈阻值不计。闭合开关后，线圈吸住铁柱时， 指示灯的功率为 瓦。
（3）若电源电压下降，栏杆不能抬起。除了更换电池外，请你再写出一种能使栏杆止常抬起的方法。 。
9．（2025九下·上城模拟）某项目小组自制了一台电磁起重机，如图所示。为了研究如何增大电磁起重机的磁性，小组利用电磁起重机的电路图开展了如下实验探究，进行测量并记录，数据列于下表。
线圈匝数/圈 组别 电流/A 吸引小铁钉的数量/个
50 1 0.8 6
2 1.2 9
3 1.5 11
100 4 0.8 8
5 1.2 10
6 1.5 12
（1）实验中小组是通过比较 来判断电磁起重机磁性强弱的。
（2）为研究电磁起重机磁性强弱与线圈匝数关系，可选择 组进行对比。
（3）由实验可知，增大电磁起重机的磁性方法有 。
（4）小组查阅资料发现，工业电磁起重机往往采用右图所示的PWM 脉冲供电方式。请结合右图，从能量角度分析，采用PWM 脉冲供电方式的原因是 。
10．（2025·仙居二模）某兴趣小组开展“观察通电直导线周围的磁场”的实验活动。
实验1：在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，给直导线通电，观察小磁针(如图甲)。
实验2：在水平有机玻璃板上穿一个小孔，将一根直导线垂直穿过小孔，在玻璃板上均匀地撒上铁屑。直导线通电后，轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况(如图乙)。
请回答：
（1）实验1中，若观察到 ，说明电流周围存在磁场。
（2）实验2中，轻敲玻璃板的目的是 ，从而使铁屑分布更清晰。
（3）根据图乙中被磁化铁屑的排列情况，描述通电直导线周围的磁感线分布： 。
（4）兴趣小组进一步实验(如图丙)，a、b两导线通电后出现相互排斥现象。若要使两导线相互吸引，可行的方法是 。
11．（2025九下·莲都模拟）中华文化博大精深，自古以来，中国人有煮茶品茶的习惯。有一款煮茶壶原理如图甲所示，有加热和保温功能，其内部电路可分为工作电路和控制电路两个部分。电磁继电器所在控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器的电阻不计。该壶降温到40℃时会自动进入加热模式。热敏电阻R 的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。
（1）如图甲，养生壶处于加热状态时，电磁继电器衔铁的触点应该与 (填“A”或“B”)相连；
（2）工作电路在加热功率下，正常工作1分钟，求消耗的电能；
（3）该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将一壶额定容量的水从40℃重新烧开需要加热多长时间
（4）想要将自动进入加热温度由40℃提高到60℃，可改进的措施是： 。(写出一点即可)
12．（2025·定海模拟） 智能家居已经悄然走入我们的生活，智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘消扫，通过电动机旋转产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒；图乙为其自动开始扫地的工作原理图，当地面灰尘增多，使空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，改变电磁铁的磁性，从而达到自动控制工作。控制电路电源电压为4.5伏，定值电阻欧，为光敏电阻，其阻值随光照强度（单位cd）的变化如图丙所示，如下表为其部分工作参数（注：电池容量指工作电流与工作总时间的乘积，电磁铁线圈电阻忽略不计）。
额定工作电压 12伏
额定功率 30瓦
电池总容量 2.5安时
待机指示灯额定功率 6瓦
（1）白天，当机器人光敏电阻上的光照强度为时，它就会开始扫地。求此时控制电路中两端的电压。
（2）为了能使扫地机器人长时间扫地，电动机不能过热工作，可通过其自带的智能开关将工作电路设定为扫地30分钟，然后待机6分钟，如此循环工作。求扫地机器人扫地30分钟再待机6分钟共消耗的电能大小。
（3）小舟若想让家里的地面灰尘更少，他应该对扫地机器人的控制电路如何改进 。
13．（2025·舟山模拟）冬天坐在马桶上感觉非常冰凉，我是某校学习小组展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。在老师的指导下小组同学制定了评价量规，表一为部分评价指标。
表一：评价量规
评价维度 评价等级
优秀 良好 待改进
升温维度 人坐在马桶圈上面后5秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度无法上升至30℃
节能性 在保温挡时工作电路电流不大于50mA 在保温挡时工作电路电流范围在50—100mA 在保温挡时工作电路电流大于100mA
图甲是该小组同学设计的电路图。控制电路电源电压U=6V，Ra为压敏电阻，其阻值随压力的变化随如图乙所示。Rb为热敏电阻，其阻值随温度变化如表二所示。电磁继电器在电流大于40mA时，衔铁被吸合，工作电路处于加热状态；在电流小于20mA时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。工作电路的电源电压为220V，R2=100欧。（电磁铁线圈电阻忽略不计）
表二：热敏电阻阻值随温度的变化
温度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44
阻值/Ω 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300
（1）对照评价量规，为使该小组设计的智能电热马桶圈在“节能性”这一维度达到优秀，R1的阻值至少为多少，请计算说明。
（2）请计算体重为50kg的小舟坐在马桶上时，马桶圈的温度调控范围。
（3）在实验过程中，该小组同学发Ra坏了，于是找了另一个压敏点电阻Rc，其阻值随压力变化如图乙所示。小舟经过分析认为不合适，这样会比较费电。请你通过分析说明理由。（提示：加热状态下比保温状态更费电）
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专题10 电和磁
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 磁现象和磁场 ☆☆ ①知道磁性概念，描述磁体周围存在着磁场，识别磁体的极性，绘制通电直导线、通电螺线管周围的磁感线与分布规律；②描述电磁感应现象，说明产生感应电流的条件，跟磁场方向和导体运动方向有关③描述家庭电路的组成，使用测电笔辨认火线和零线，说出电能表及熔断器（保险丝）的作用，树立安全用电的意识④根据具体要求绘制简单的电磁控制电路，以及电磁铁的计算
考点2 电磁感应、电动机 ☆☆
考点3 家庭电路 ☆☆
■考点一 磁现象和磁场
1．磁铁：磁性是磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质(吸铁性)。具有磁性的物质称为磁体，永磁体分为天然磁体和人造磁体。
2．磁极：磁体上磁性最强的部位叫磁极(磁体两端最强中间最弱)。能自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫南极(S)，指北的磁极叫北极(N)。磁极间的相互作用规律为：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【知识拓展】最早的指南针叫司南。其勺柄是磁铁的S极，指向地理南方。
一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在两个磁极。
磁化指使原来没有磁性的物体得到磁性的过程。磁铁之所以可以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁铁的接触部分间形成异名磁极后相互吸引的结果。
软铁被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁性材料。钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁。
物体是否具有磁性的判断方法：①根据磁体的吸铁性判断；②根据磁体的指向性判断；③根据磁体相互作用规律判断；④根据磁极的磁性最强判断。
3．磁场：磁场是磁体周围存在着的看不见、摸不着的特殊物质。可利用转换法根据磁场所产生的作用来认识磁场。磁场对放入其中的磁体会产生力的作用。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。在磁场中某点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。
4．磁感线：磁感线是用来描述磁场强弱、方向的一种科学模型。任何一点的曲线方向都跟__放在该点的小磁针北极所指的方向一致。磁感线的方向：磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。
【知识拓展】磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线，不是客观存在的。但磁场是客观存在的。用磁感线描述磁场的方法叫模型法。磁感线是封闭的曲线。磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的，磁感线不相交，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
■考点二 电磁感应、电动机
1．奥斯特实验：小磁针在通电导线的周围发生偏转，称为电流的磁效应。该现象说明：通电导线的周围存在磁场，且产生的磁场方向与电流方向有关。
2．通电螺线管的磁场：通电螺线管周围的磁场和条形磁体的磁场很相似。其两端的极性跟电流方向有关，电流方向与磁极间的关系可由右手螺旋定则(或安培定则)来判断。
3．电磁铁是带有铁芯的通电螺线管。电磁铁是由线圈和铁芯两部分组成的。
电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失；当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。电磁铁磁性的有无，可由开关来控制；电磁铁磁性的强弱，可由电流大小和线圈匝数来控制；电磁铁的极性位置，可由电流方向来控制。
4．磁场对电流的作用：通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与磁场方向及电流方向有关。
通电线圈在磁场中，当线圈平面与磁感线不垂直时，磁场力会使线圈转动；当线圈平面与磁感线垂直时，线圈也会受到磁场力的作用，但不会转动，这一位置叫做平衡位置。
5．直流电动机：电动机是利用通电线圈能在磁场中转动的原理制成的。
直流电动机模型主要由磁体(定子)、线圈(转子)、换向器和电刷四部分组成，其中，最简单的换向器是两个彼此绝缘的金属半环，它的作用是当通电线圈由于惯性转过平衡位置时，立即改变线圈中的电流方向，以实现线圈的持续转动。
直流电动机的转速可由电流大小来控制；转动方向可由电流方向和磁极的位置来控制。
6．电磁感应：英国物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。
电磁感应中产生的电流叫感应电流。感应电流的产生条件：电路必须是闭合电路，必须有一部分导体做切割磁感线运动。感应电流的方向跟磁场方向和导体的运动方向有关。
7．发电机：发电机是根据电磁感应原理制成的。
交流发电机主要由定子(磁体)、转子(线圈)、铜环和电刷。
5．直流电与交流电：方向不变的电流叫直流电。大小和方向都发生周期性变化的电流叫交流电。
交流电的周期指电流发生一个周期性变化所用的时间，其单位就是时间的单位秒(s)。
交流电的频率指电流每秒发生周期性变化的次数。其单位是赫兹，符号是Hz。频率和周期的数值互为倒数。
■考点三 家庭电路
（一）熔断器
(1)结构:熔断器一般有封闭管式熔断器和敞开插入式熔断器两种。熔断器内有保险丝，封闭管式熔断器的保险丝被封闭在玻璃管内，插入式熔断器的保险丝装在盒盖上。
(2)连接:串联在火线上。
(3)保险丝
①作用:当电路中的电流过大时，保险丝会自动熔断，切断电路，起到保护电路的作用。
②材料:一般由熔点较低的金属合金制成。
③选择依据:保险丝有各种不同的规格，通常标有额定电流(正常工作电流)。选用保险丝应使保险丝的额定电流等于或稍大于电路中正常工作时的电流。
（二）断路器
(1)作用:当流过断路器的电流超过额定电流时，断路器可以自动断开切断电路，从而起到保护电路的作用。
(2)连接:断路器一般串联在火线上。
(3)优点:断路器能手动复位，接通电路，也能手动切断电路。断路器因使用方便、安全而得到普及。
（三）家庭电路中电流过大的原因
(1)发生短路
短路就是指电流没有经过用电器而直接构成通路。发生短路时，电路中的电阻很小，由公式可得在电压U=220伏不变时，电路中电流很大。造成家庭电路短路的三种情况:
①电线或用电器使用太久绝缘皮破损或老化，使火线和零线直接连通。
②接线时没有仔细查看造成短路。
③用电器两端的接线柱上有一根导线没接牢而脱落并和另一根导线连通，造成短路。
(2)用电器的总功率过大，造成家庭电路中用电器的总功率过大的情况:
①使用了大功率的用电器。如使用大功率的空调或大功率的电热水器等。
②使用的用电器过多。如炎热的夏季傍晚，某家庭中可能同时使用照明电器、做饭的电器、消暑降温的电器和娱乐休闲的电器等。
■考点一 磁现象和磁场
◇典例1：（2025·浙江三模）在研究“磁极间的相互作用规律”时，实验小组的同学设计了下列四个方案，其中不合理的是（ ）
A．两手各拿一块条形磁铁，并将各自的一个磁极相互靠近
B．将一条形磁铁放在小车上，手拿另一条形磁铁的磁极相互靠近
C．手拿条形磁铁，将磁极靠近小磁针的磁极
D．手拿条形磁铁，将磁极放着的条形磁铁中间
【答案】D
【解析】同名磁极，相互排斥，异名磁极，相互吸引。
【解答】A、两手各拿一块条形磁铁，并将各自的一个磁极相互靠近，若为同名磁极，则相互排斥，若为异名磁极，则相互吸引，故A不符合题意；
B、将一条形磁铁放在小车上，手拿另一条形磁铁的磁极相互靠近，若为同名磁极，则相互排斥，小车将向左运动，若为异名磁极，则相互吸引，小车将向右运动，故B不符合题意；
C、手拿条形磁铁，将磁极靠近小磁针磁极，若为同名磁极，则相互排斥，若为异名磁极，则相互吸
引，故C不符合题意；
D、条形磁体中间磁性很弱，探究磁极间相互作用时应用两级相互靠近，故D符合题意。
故答案为：D。
◆变式训练1：（2025·金华模拟）在班级组织的“自制指南针”活动中，小科同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法中正确的是( )
A．树叶尖端指向地磁南极
B．指南针的“N”应标注在树叶尖端
C．树叶周围存在磁场和磁感线
D．若用磁体的N极靠近树叶尖端，会相互吸引
【答案】D
【解析】树叶的尖端总是指向南方，即指向地磁北极，由异名磁极相互吸引可知，尖端为S极。
【解答】A、地磁北极在地理南极附近，树叶尖端总是指向南方，说明指尖指向地磁北极，故A错误；
B、树叶的尖端总是指向南方，说明尖端为S极，故B错误；
C、磁感线不是真实存在的，是人为引入的模型，故C错误；
D、树叶尖端是S极，用N极靠近，由异名磁极相互吸引可知，会相互吸引，故D正确。
故答案为：D。
◆变式训练2：（2025·浙江模拟）科学发现往往闪耀着科学家们智慧的光芒。
（1）1820年，奥斯特发现通电导线能使其周围的小磁针发生偏转。如图所示，在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，闭合开关时，小磁针的 N极向纸外偏转，则电源 端为正极。
（2）法拉第深入思考了奥斯特实验，他认为：通电导线能使磁针转动，说明磁针受到力的作用，那么反过来，磁针也能使通电导线转动。他这样推测的依据是 。
【答案】（1）B （2）物体间力的作用是相互的
【解析】（1）利用安培定则判断电流的方向，再确定电源的正极；
（2）物体间力的作用是相互的。
【解答】（1）由安培定则可知，小磁针N极向纸外偏转，电路中电流的方向应该是从B，经过开关，回到A，由电流的方向可知，B是电源的正极；
（2）通电导线能使磁针转动，说明通电导体对磁针有力的作用，根据物体间力的作用是相互的，磁针对通电导体也有力的作用，法拉第就是根据这个原理判断的。
◆变式训练3：（2025·绍兴模拟）在同一直线上相距较远地放置两个相同规格的条形磁铁A、B。现在A上施加水平力F使其沿直线向磁铁B运动，假设当A 运动一段时间后，两磁铁间才出现吸引力，吸在一起后共同运动。整个过程保持A做匀速直线运动，吸在一起前 B 始终静止。
（1）在磁铁A 靠近B过程中出现了吸引力，请在俯视图中已画出的一条磁感线上用箭头标出其方向。
（2）整个过程中，磁铁A 受到的摩擦力大小变化是 。磁铁B受到的摩擦力大小变化是 。
【答案】（1）（2）一直不变；先变大后不变
【解析】（1）磁感线的方向为磁场方向，根据磁体周围的磁感线从N极出发，指向S极画图。
（2）先根据运动状态分析摩擦力类型，若为静摩擦，其大小变化情况和与它平衡的力的变化情况一致，若为滑动摩擦力，则与压力大小及接触面的粗糙程度有关。
【解答】（1）磁体周围的磁感线从N极出发，指向S极，如图所示
。
（2）滑动摩擦力与压力大小及接触面的粗糙程度有关，整个过程中A产生的压力不变，粗糙程度也不变，可知滑动摩擦力不变。
B在与A吸在一起之前始终静止，受力平衡，A靠近B，吸引力逐渐变大，静摩擦逐渐变大；吸在一起后静摩擦变为滑动摩擦，压力大小和粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，所以B受到的摩擦力先变大后不变。
■考点二 电磁感应、电动机
◇典例1：（2025·浙江模拟）如图所示的电路是利用光敏电阻特性设计的电路，能够实现夜晚变暗时路灯自动亮起，白天变亮时路灯自动熄灭。下列有关说法正确的是( )
A．当控制电路断开时，电磁铁仍有磁性
B．光敏电阻阻值随光照强度的增强而增大
C．为了让路灯更早亮起，可将滑片适当向右移
D．工作电路A 端应与家庭电路的零线相连
【答案】C
【解析】（1）电磁铁磁性：电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性。当控制电路断开时，电路中无电流，电磁铁失去磁性。
（2）光敏电阻特性：光敏电阻阻值随光照强度变化而变化，通常光照强度越强，阻值越小；光照强度越弱，阻值越大。
（3）滑动变阻器与电路控制：在控制电路中，滑动变阻器与光敏电阻串联。滑片移动会改变电路电阻，从而影响电流和电磁铁磁性。要让路灯更早亮起，即要在光照稍强时路灯就亮，需减小控制电路电阻。
（4）家庭电路连接安全原则：在家庭电路中，为保证安全，开关应接在火线和用电器之间，所以工作电路中 A 端应接火线，B 端接零线。
【解答】A、当控制电路断开时，电磁铁无磁性，该选项错误。
B、光敏电阻阻值随光照强度的增强而减小，该选项错误。
C、将滑片适当向右移，滑动变阻器接入电路电阻减小，能使控制电路在光照稍强时电流就足够大，让电磁铁磁性增强吸引衔铁，路灯更早亮起，该选项正确。
D、工作电路 A 端应与家庭电路的火线相连，该选项错误。故答案为：C。
◆变式训练1：（2025·义乌模拟）如图所示，一个综合实践小组的同学用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极（填“N”或“S”）。闭合开关，用手是轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 （填“发电机”或“电动机”），若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 。（填“相同”或“相反”）
【答案】N；电动机；相同
【解析】（1）根据安培定则判断电磁铁的磁极方向；
（2）根据图片由电源分析；
（3） 通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关。
【解答】（1）根据图片可知，电磁铁上表面的电流方向向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，此时大拇指指向上端，则电磁铁的上端是N极。
（2）根据图片可知，电路中有电源，会有电流经过线圈，则该图中线圈的转动是靠通电导体在磁场中受力的作用，电动机就是利用该原理制成的。
（3）若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向改变，则受到的磁场力的方向不变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同。
◆变式训练2：（2025·杭州模拟）某同学发现不少商场洗手间为顾客提供干手器(图甲)，他也想设计并制作一款干手器供学校使用。
（1）某同学利用电磁继电器设计了如电路图(图乙)，实现自动化控制。闭合开关S、S1、S2后，干手器感应到手伸入时，感应开关闭合，电动机开始工作。此时电磁铁上端为 极，图丙中的光敏电阻 (选填“①”或“②”)符合他的设计要求。
（2）若全校师生均使用热风干手，按照某同学的设计图及干手器参数表计算干手器使用一次消耗的电能
干手器参数
额定电压 220V
电动机额定功率 50W
R1加热功率 950W
工作时间 18s
【答案】（1）S；①
（2）
【解析】（1）电磁铁磁性强弱与电流大小及线圈匝数有关，匝数越多，电流越大，磁性越强。
（2）根据W=Pt计算消耗的电能，并联电路总功率等于各用电器功率之和。
【解答】（1）由右手螺旋定则可知，电磁铁上端为S极。
干手器感应到手伸入时，光照强度减弱，感应开关闭合，电动机开始工作，此时电磁铁将衔铁吸下，说明电磁铁的磁性较强，电路中电流较大，电阻较小，可知光敏电阻的阻值随光照强度减弱而减小。
故答案为： ① 。
◆变式训练3：（2025·绍兴三模）为探究种子的萌发条件，某同学利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R等器件设计了一个恒温箱控制电路（如图甲所示），R1处于恒温箱内，图乙是R1的阻值随温度变化的关系曲线。控制电路的电源电压U＝6V，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，当电流为20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。
（1）当恒温箱内的温度升高时，控制电路中电流 （选填“增大”、“减小”），电磁铁的磁性增强。
（2）为了实现温度控制，恒温箱的加热器（加热器的电热丝图中未画出）应该选择连接的两个接线柱是 。
（3）如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是50℃～100℃，变阻器R2的最大阻值至少为多少？
（4）若要提高恒温箱控制的温度，合理的操作方法是 。
【答案】（1）增大
（2）CD
（3）变阻器R2的最大阻值至少270欧
（4）应适当向右调节滑动变阻器R2的滑片，使其接入电路的阻值变大
【解析】（1）根据图乙分析温度升高时热敏电阻阻值的变化和电路总电阻的变化，根据欧姆定律分析电路中电流的变化；
（2）加热丝工作时，未到达设定的最高温度，根据电路的工作状态分析；
（3）根据最高温度和图乙得出热敏电阻的阻值，根据欧姆定律求出电路的总电阻，根据串联电路的电阻关系求出变阻器的阻值；
（4）温箱控制的温度升高，热敏电阻的阻值减小，由于衔铁吸下时的总电阻不变，据此得出合理的操作方法。
【解答】（1）由图甲可知，电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R串联接入控制电路中；由图乙可知，当恒温箱内的温度升高时，热敏电阻的阻值变小，总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大；
（2）加热丝在工作电路使用，但未达到设定的最高温度，加热丝在加热，温度升高，R1阻值变小，控制电路电流增大，达到最高温度电磁铁吸下衔铁，工作电路停止工作，因此需要接在C、D接线柱；
（3）由图像可知，当最高设定温度为100℃时，热敏电阻R1的阻值为30Ω；电流I=30mA=0.03A时电磁继电器的衔铁被吸合，根据欧姆定律，此时的总电阻R==300Ω，R2=300Ω-30Ω=270Ω；
（4）温箱控制的温度升高，热敏电阻的阻值减小，由于衔铁吸下时的总电阻不变，应向右调节滑动变阻器R2的滑片，使其接入电路的阻值变大。
故答案为：（1）增大；（2）CD；（3）270欧；（4）应适当向右调节滑动变阻器R2的滑片，使其接入电路的阻值变大。
■考点三 家庭电路
◇典例1：（2021·杭州）以下四幅家庭电路图中，连接正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】根据家庭电路安全用电的知识分析判断。
【解答】在家庭电路中，断路器应该接在火线上；开关应该接在火线和灯泡之间，故A正确，而B、C、D错误。
◆变式训练1：（2023·江山模拟）在如图所示的家庭电路中，闭合开关S，灯泡不能发光，用试电笔检测双孔插座左右两孔，氖管都发光。若电路中只有一处故障，则发生的故障是（ ）
A．插座发生短路 B．灯泡发生短路
C．开关S发生短路 D．ef间断路
【答案】D
【解析】家庭电路中分析电路故障中，若使用的测电笔的氖管发光则说明有电流流过。
【解答】A.若插座短路此时保险丝应该烧断了，左右两孔均不会发光；
同理若BC短路，保险丝均会烧断，氖管不发光；
D.ef断路使电路断路，不构成闭合回路此时灯泡不发光；
◆变式训练2：（2020·衢州）小明家里一盏电灯不能发光了，换上新的电灯，还是不能发光。于是小明拿来测电笔，闭合开关后，分别在如图a、b、c、d四个位置进行测量，测电笔均能发光。则电路故障是（ ）
A．a点与火线之间断路 B．a点与b点之间断路
C．c点与d点之间断路 D．d点与零线之间断路
【答案】D
【解析】测电笔只有接触火线或与火线连通的位置才会发光，据此对各个选项中故障对应的现象进行推测，哪个与题干描述一致，哪个就是正确选项。
【解答】A.如果a点与火线之间断路，那么这四个点都与火线断开，因此测电笔测试四个点时都不会发光，故A错误；
B.如果a点与b点之间断路，那么测电笔接触a点时发光，而接触后面三个点时不会发光，故B错误；
C.如果c点与d点之间断路，那么a、b、c三点测电笔发光，而d点不会发光，故C错误；
D.如果d点与零线之间断路，那么四个点都与火线连通，因此都会发光，而灯泡由于与零线断开，没有通路，因此不会发光，故D正确。故选D。
◆变式训练3：（2023·慈溪模拟）图甲为某家用电路示意图，为防止电路短路而引发火灾，小明欲将某款双金属片段路器接入该家庭电路中，图乙为断路器分别在“电路正常”和“某处短路”两种状态的示意图。
（1）图甲中灯泡与插座的联接方式是 。
（2）将断路器接入图甲中M处时，应选择a.b.c中的 两个接线柱。
（3）小明将该断路器接入图甲中N处，在使用中因电灯L发生短路导致断路器断开，若用测电笔测试插座三个孔的带电情况，其中能使氖管发光的是 。（可多选）
A.接地插孔 B.零线插孔 C.火线插孔
【答案】（1）并联 （2）a、c （3）B、C
【解析】家庭电路中的连接方式一般为并联连接，同时开关装在火线上，并在火线上装上铅锑合金丝的保险丝。
【解答】（1）家庭电路一般为并联，个用电器之间不会相互干扰；
（2）由图乙可知当双金属片处于平直状态时，ac相连，短路时向上弯曲至ab相连，故正常电路中应将ac接入电路；
（3）当将其接在零线处时，三孔插座的电流可从右孔流至左孔，故两个孔都会发光；
1.（2023·衢州）如图为某款玻璃清洁器，由两块各含磁铁的清洁片构成。使用时，两块清洁片总是隔着玻璃合在一起移动，这是因为（ ）
A．异名磁极相互排斥 B．异名磁极相互吸引
C．同名磁极相互排斥 D．同名磁极相互吸引
【答案】B
【解析】磁体中有两个磁极，两个磁体的同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【解答】 两块清洁片总是隔着玻璃合在一起移动 ，故为相互吸引的异名磁极。
2．（2023·台州）电给人类的生活带来极大的方便，然而使用不当时，也会给人们带来危害，下列符合安全用电原则的是（ ）
A．超负荷使用插座 B．用湿手触摸开关
C．将插头的接地插脚掰弯使用 D．放风筝时远离高压设备
【答案】D
【解析】根据安全用电的原则判断。
【解答】超负荷使用插座，会导致插座发热，损坏电器甚至引发火灾，故A错误；
用湿手触摸开关会导致触电，故B错误；
将插头的接地插脚掰弯使用，致使用电器不能很好的接地，有安全隐患，故C错误；
安全用电的原则：不靠近高压带电体，不接触低压带电体，所以放风筝时远离高压设备，故D正确。
3.（2023·台州）模型可以帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的事物。下列磁感线模型正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】 磁感线是闭合曲线，周围的磁感线都是从N极出来进入S极，在内部磁感线从S极到N极。
【解答】A.外部磁感线满足N极出来进入S极，故其正确；
B.s极磁感线画错了，故其不正确；
C.周围的磁感线都是从N极出来进入S极，故其错误；
D.N极磁感线都是出去的，故其错误；
4.（2022·金华）司南是我国早期的指南针。小科将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，一起置于装水的纸盘中，漂浮在水面上，能自由转动，从而得到一个仿制“司南”（如图所示）。下列说法正确的是（ ）
A．“司南”静止时勺柄指南，标为N极
B．“司南”能指南北是受地磁场的作用
C．“司南”的纸盘换成铁盘后也能正常使用
D．“司南”勺柄的指向与勺内磁体的磁极方向无关
【答案】B
【解析】根据对磁场、磁极和地磁场的认识分析判断。
【解答】A.“司南”静止时勺柄指南，标为S极，故A错误；
B.“司南”能指南北是受地磁场的作用，故B正确；
C.铁板能够被磁化，而纸板不能被磁化，因此“司南”的纸盘换成铁盘后就会对司南的指向发生影响，因此不能正常使用，故C错误；
D.“司南”会受到地磁场的磁力作用，因此勺柄的指向与地磁场的方向有关，与本身内部的磁极方向也有关，故D错误。
5.（2023·丽水）哈尔滨、杭州等地将打造低真空超高速磁浮飞行巴士，时速可达1000公里以上。磁浮飞行巴士采用能量回收制动方式，巴士到站前停止动力供应。继续向前运行，内部线圈切割磁感线产生电流，部分机械能转化为电能进行回收。下列四幅图中能反映能量回收原理的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】电磁感应现象是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。
【解答】内部线圈切割磁感线产生电流，部分机械能转化为电能进行回收 ，该句话描述的是电磁感应现象故选B。其中AC均为电流的磁效应，D为通电导体在磁场中受到力的作用。
故答案为：B
6．（2023·衢州）按如图所示电路进行实验，将滑动变阻器的滑片从右向左移动，电磁铁吸引的大头针枚数增多。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是（ ）
A．电流的大小 B．电流的方向 C．线圈的匝数 D．铁芯的粗细
【答案】A
【解析】根据描述分析影响电磁铁磁场强弱的因素发生改变即可。
【解答】根据图片可知，当变阻器的滑片从右向左移动时，变阻器的阻值减小，而通过电磁铁的电流增大，此时电磁铁吸引大头针的数量增多则说明磁场增大，那么得到影响电磁铁磁场强弱的因素是电流大小，故A正确，而B、C、D错误。
7.（2021·杭州）如图所示，闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上，下列判断正确的是（ ）
A．条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力
B．条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力不变
D．若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力变大
【答案】A
【解析】（1）首先根据安培定则确定电磁铁的极性，再根据磁极之间的相互作用确定条形磁铁受到的作用力方向；
（2）根据二力平衡的折射判断条形磁铁受到摩擦力的方向；
（3）根据滑片移动方向确定阻值变化，进而确定电流变化，从而确定电磁铁的磁力变化，最后根据二力平衡确定条形磁铁受到摩擦力的大小变化；
（4）根据影响电磁铁磁场强弱的因素分析判断。
【解答】根据图片可知，线圈上电流方向像下；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向右端，则右端为电磁铁的N极，左端为S极。根据“同名磁极相互排斥”可知，条形磁铁受到向左的排斥力，故A正确；
条形磁铁处于静止状态，它受到的摩擦力与排斥力相互平衡，即二者方向相反。因为排斥力向左，所以摩擦力向右，故B错误；
将滑动变阻器的滑片向右移动，变阻器的阻值变大，通过电磁铁的电流变小，电磁铁的磁场变弱，条形磁铁受到的排斥力减小。根据二力平衡的知识可知，它受到的摩擦力减小，故C错误；
若只改变电源的正负极，那么通过电磁铁的电流方向改变，但是电流大小不变，则条形磁铁受到的排斥力的大小不变，最终它受到的摩擦力大小不变，故D错误。
8．（2025·浙江）小科设计了一款智能照明灯，其电路的原理图如图所示。光线较暗时灯泡自动发光，光线较亮时灯泡自动熄灭。控制电路中，电源电压恒定， 为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。下列说法正确的是( )
A．电磁铁的上端为 S极
B．当光照强度增强，控制电路中的电流将变小
C．当光照强度减弱，电磁铁的磁性增强
D．灯泡应设计在A 和B 两接线柱之间
【答案】D
【解析】电磁铁的磁性与线圈匝数和电流大小有关，匝数一定时，电流越大，磁性越强。
【解答】A、由右手螺旋定则可知，电磁铁上端为N极，故A错误；
B、当光照强度增强，光敏电阻的阻值减小，由欧姆定律可知，控制电路中的电流将变大，故B错误；
C、当光照强度减弱，光敏电阻的阻值增大，由欧姆定律可知，控制电路的电流减小，可知电磁铁的磁性减弱，故C错误；
D、当光照强度减弱，光敏电阻的阻值增大，由欧姆定律可知，控制电路的电流减小，可知电磁铁的磁性减弱，此时电磁体不能吸引衔铁，AB所在电路被接通，由于此时光线较暗，所以灯泡发光，可知灯泡应接在AB之间，故D正确。
故答案为：D。
9.（2023·衢州）科学发现往往闪耀着科学家们智慧的光芒。
（1）1820年奥斯特发现通电导线能使其周围的小磁针发生偏转。如图，在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，闭合开关时，小磁针N极向纸外偏转，则电源 端为正极。
（2）法拉第深入思考了奥斯特实验，认为：通电导线能使磁针转动，说明磁针受到力的作用，那么反过来，磁针也能使通电导线转动。他这样推测的依据是 。
【答案】（1）B （2）物理间力的作用是相互的
【解析】（1）首先根据小磁针的指向确定导线周围磁场方向，再根据安培定则判断导线中的电流方向，进而确定电源的正负极方向；
（2）当甲对乙施加力的作用时，乙也同时对甲施加反作用力，这就是力的作用的相互性，据此分析解答。
【解答】（1）闭合开关后，小磁针N极向纸外偏转，则说明在导线下方磁场方向向外。用右手握住导线，弯曲的四指指尖向外，此时大拇指指向左端，则电流从右到左，因此电源的B端为正极，A端为负极。
（2）法拉第深入思考了奥斯特实验，认为：通电导线能使磁针转动，说明磁针受到力的作用，那么反过来，磁针也能使通电导线转动。他这样推测的依据是：物理间力的作用是相互的。
10．（2023·台州）福建舰是我国完全自主设计制造的第三艘航母，其配置的电磁弹射是当今世界少数国家掌握的先进技术。电磁弹射的结构示意如图甲，其科学原理如图乙。
（1）航母上的发射轨道相当于图乙中两根金属导轨，弹射车相当于金属棒ab，通电后磁场对弹射车产生 ，从而使弹射车牵引飞机快速运动，当弹射车运动到轨道末端停下来时，由于飞机具有 而保持原来的运 动状态，并在发动机动力的作用下加速飞离甲板。
（2）电磁弹射原理虽简单，但是建造所需的技术难度极高。如电磁弹射需要强大的电力储能系统，能在3秒内提供1.2×108焦的电能，将几十吨的飞机加速到几百米/秒，该系统的功率至少达 瓦。
【答案】（1）力的作用；惯性（2）4×107
【解析】电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，原理是将电能转化为机械能；惯性的概念：物体保持静止或者匀速直线运动状态的性质叫做惯性；功率是指单位时间内所做的功，表示物体做功的快慢；
【解答】（1） 该装置将电能转化为机械能，原理是通电导体在磁场中受力运动；惯性的概念是物体保持静止或者匀速直线运动状态的性质叫做惯性；所以该模型中通电后磁场对弹射车产生力的作用， 从而使弹射车牵引飞机快速运动，当弹射车运动到轨道末端停下来时，由于飞机具有惯性；而保持原来的运动状态，并在发动机动力的作用下加速飞离甲板。 ，
（2）P=W/t= 1.2×108焦 /3s=4×107w；故答案为：（1）力的作用，惯性（2） 4×107
11．（2023·衢州）新能源汽车因绿色低碳逐渐取代燃油汽车，电动汽车是常见的一种新能源汽车。
（1）内燃机为燃油车提供动力，其一个工作循环一般包括吸气、 压缩、做功、排气四个冲程，其中 冲程使汽车获得动力。
（2）电动机为电动汽车提供动力。下列实验可以演示电动机工作原理的是 。(填选项)
【答案】（1）做功（2）乙
【解析】（1）内燃机的做功冲程，将燃料的内能转化为活塞的机械能，其余三个冲程全靠飞轮的惯性完成；
（2）根据电动机的工作原理分析解答。
【解答】（1）内燃机为燃油车提供动力，其一个工作循环一般包括吸气、 压缩、做功、排气四个冲程，其中做功冲程使汽车获得动力。
（2）甲：闭合开关后，导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流计的指针摆动，产生了感应电流，为发电机的工作原理；
乙：闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力运动，为电动机的工作原理；
故选乙。
12.（2023·台州）电吉他的发音是通过拾音器连接扬声器来实现的。拾音器的基本结构如图所示，其工作原理是：金属弦在磁体的磁场中被磁化，当其被拨动而产生振动时，在线圈中会产生感应电流，将声音信号转变为电信号。
（1）要保证金属弦的磁化效果，其制作材料中可能含有的金属是 (填一种即可) 。（2）当金属弦振动时，与线圈间产生了相对运动，相当于线圈切割金属弦磁场的 ，从而产生感应电流。线圈中感应电流的方向是 (选填“变化”或“不变")的。
【答案】（1）铁或钴或镍（2）磁感线；变化
【解析】（1）能够被磁化的材料为铁磁性材料，包括铁、钴、镍等。
（2）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，这就是电磁感应现象。感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关。
【解答】（1）要保证金属弦的磁化效果，其制作材料中可能含有的金属是：铁或钴或镍。
（2）当金属弦振动时，与线圈间产生了相对运动，相当于线圈切割金属弦磁场的磁感线，从而产生感应电流。由于金属弦的运动方向不断改变，则线圈中感应电流的方向是变化的。
13．（2023·台州）夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小宁利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合，电动机转动，遮阳棚防紫外线的遮阳布展开。
（1）调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合。为了达到设计要求，需要把滑动变阻器R1的滑片P向 (填“左”或“右”)移动。
（2）从安全用电的角度分析，进户线a应该是 线。
【答案】（1）右（2）相(火)
【解析】（1）电动机通过电磁铁控制，此时S2没有闭合，说明电磁铁的磁场太弱，根据影响电磁铁磁场强弱的因素分析电流的变化，推测电阻的变化，最终确定变阻器的滑片移动方向。
（2）根据家庭电路安全用电的接线方法判断即可。
【解答】（1）电动机通过电磁铁控制，此时S2没有闭合，说明电磁铁的磁场太弱，即通过电磁铁的电流太小。为了增大磁场，就必须增大电流而减小电阻，因此变阻器的滑片应该向右移动。
（2）在家庭电路中，开关必须接在火线上，因此进户线a应该接火线。
14．（2023·衢州）人员密集的室内场所，容易造成二氧化碳含量偏高，对人体产生不利的影响。研究小组设计了如图所示的电路。R2为气敏电阻，其阻值随CO2气体浓度的增大而减小，当室内CO2气体含量升高到一定浓度时，工作电路中的排风扇开始工作，把室内气体排出。回答下列问题：
（1）在设计电路时要实现自动换气功能，排风扇应连接在工作电路中的 位置；
（2）要使排风扇在二氧化碳浓度更低时就能开始工作，以下几种改进方法正确的是 。
A．增加电磁铁线圈匝数
B．控制电路中再串联一个电阻
C．把滑动变阻器R1的滑片向上移
【答案】（1）AB或AD （2）A；C
【解析】（1）根据图片分析CO2的浓度达到一定程度时衔铁的位置和排风扇的工作状态，进而确定排风扇的位置。
（2）电磁铁吸合时需要的电磁力是不变的，可从影响电磁铁磁场强度的角度分析改进方法。
【解答】（1）根据图片可知，当CO2的浓度大到一定程度时，控制电路的电路达到一定程度时，电磁铁将衔铁吸下来，接通AB所在的电路，此时排风扇开始工作，因此排风扇应该接在AB或AD位置。
（2）电磁铁吸合时需要的电磁力是不变的。当CO2的浓度降低时，气敏电阻的阻值增大，那么总电阻增大，而通过电磁铁的电流减小，导致电磁力减小。为了增大电磁力，此时可以增加电磁铁的线圈匝数，故A正确；
根据上面的分析可知，此时通过电磁铁的电流减小，要恢复原来的电流就要减小电阻，而串联肯定不行，故B错误；
要恢复电磁铁的磁力，此时可以增大电流，即减小总电阻。根据R总=R1+R2可知，此时变阻器的阻值应该减小，即滑片向上移动，故C正确。
故选AC。
15.（2023·宁波）如图所示是小宁设计的水位自动控制电路，其中工作电路由指示灯L、电动机M等元件组成，由家庭电路供电；控制电路中，金属板A、B置于水箱中不同位置，水箱中的天然水是导体。
（1）我国家庭电路电压为 V。
（2）当水箱内水面处于金属板A以下时，工作电路中的 处于工作状态。
（3）测试时，小宁发现由于电磁铁磁性太弱，电磁继电器无法正常工作。适当 （填“增加”或“减少”）电磁铁的线圈匝数，可以解决上述问题。
【答案】（1）220
（2）电动机M
（3）增加
【解析】（1）根据有关电压的常识解答；
（2）根据图片确定衔铁的位置，弄清被接通的电路，从而确定工作电路的状态；
（3）电磁铁磁场强弱的影响因素：①电流大小；②有无铁芯；③线圈匝数。
【解答】（1）我国家庭电路电压为220V。
（2）当水箱内水面处于金属板A以下时，此时控制电路没有接通，电磁铁没有磁场，衔铁不能被吸下来，那么此时接通电动机所在的电路，即电动机M处于工作状态。
（3）测试时，小宁发现由于电磁铁磁性太弱，电磁继电器无法正常工作。适当电磁铁的线圈匝数，可以解决上述问题。
16．（2025·浙江）智能自动化管理是未来社会的发展趋势。如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图，其中光敏电阻R 的阻值随照度变化的关系如图乙所示(照度表示物体被照明的程度，单位是 lx)。请你回答下列问题：
（1）电磁继电器是利用电流 效应工作的，当光照强度增强时，光敏电阻的阻值将 ，控制电路中的电流将变大。长时间使用后，控制电路中的电流将降低。
（2）当开关S闭合，光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时，警示灯L恰好亮起。已知控制电路的电源电压为22 V，电磁继电器的线圈电阻为10 Ω，此时控制电路中的电流是 A。
【答案】（1）磁；减小
（2）0.44
【解析】（1）根据图乙判断光敏电阻阻值与光照强度大的关系。
（2）串联电路总电阻等于各用电器电阻之和。
【解答】（1）电流具有热效应，电磁继电器就是利用电流的热效应工作的。
由图乙可知，光照增强，光敏电阻的阻值将减小。
（2）由图乙可知，当光照强度为0.4lx，光敏电阻的阻值为40欧姆，控制电路的电流为。
17．（2023·衢州）如图为市场上在售的某款鸡蛋孵化器，鸡蛋的孵化需要适宜的湿度和温度。某项目化小组设计了一个自动控湿电路(图甲)。控制电路电源电压U为9伏，定值电阻R0的阻值为30欧，R1为湿敏电阻，其阻值随湿度的变化情况如图乙所示。当线圈中的电流为0.18安时，衔铁被吸合；当线圈中的电流为0.15安时，衔铁释放。(线圈电阻不计)
（1）由图乙可知，湿敏电阻的阻值随湿度增大而 (选填”增大”、”不变”或”减小”)。
（2）按控湿电路的工作要求，加湿器应接在工作电路的 (选填”AB”或”CD”)之间。
（3）通过计算说明该控湿电路的湿度变化范围。
（4）如果要适当提高控湿电路的最大湿度值，下列措施中可行的有 。
A．换用阻值更大的R0 B．适当提高电源电压U C．减少该电磁铁线圈匝数
【答案】（1）减小
（2）AB
（3）R总= = =50欧
R1=R总-R0=50欧-30欧=20欧
由图乙可知此时鸡蛋孵化器内的湿度为60%
R总'= = = 60欧
R1'=R总'-R0=60欧-30欧=30欧
由图乙可知此时鸡蛋孵化器内的湿度为40%．
答：湿度变化范围为40%~60%
（4）A；C
【解析】（1）根据图乙确定湿敏电阻的阻值随湿度的变化规律；
（2）根据甲图确定湿度达到一定程度时衔铁的位置变化即可；
（3）当电流为0.18A时，衔铁吸合，首先根据 计算出此时的总电阻，再根据 R1=R总-R0 计算出湿敏电阻的阻值，最后根据图乙确定此时的湿度。同理，计算出电流为0.15A时对应的湿度，从而确定鸡蛋孵化器的湿度范围。
（4）电磁铁吸合时需要的电磁力不变，可从影响电磁铁磁场强弱的因素的角度思考改进措施。
【解答】（1）根据图乙可知，湿敏电阻的阻值随湿度增大而减小；
（2）当湿度达到一定数值时，湿敏电阻的阻值减小，则通过控制电路的电流增大，电磁铁的磁场增强，将衔铁吸下来，接通CD所在的电路，此时加湿器停止工作，因此加湿器应该连接在AB之间。
（4）电磁铁吸合时需要的电磁力不变，即电磁铁的磁场强弱不变。当湿度值增大时，湿敏电阻的阻值减小，而通过电磁铁的电流增大，则电磁铁的磁场强度变大。为了使其恢复原来的强度，可以减小通过它的电流，即增大阻值，故A正确；
当电源电压增大时，根据U=IR可知，通过电磁铁的电流会更大，故B错误；
减小电磁铁的线圈匝数，也能减弱电磁铁的磁场强度，故C正确。
故选AC。
18.（2023·台州）我省实施“清凉工程”，为每个教室安装了空调。
（1）安装一台额定电压为220伏，最大功率为5500瓦的空调，需要给教室单独铺设输电线。通过计算说明，应选择允许通过最大电流至少为多少的导线？
（2）某台空调制冷时消耗的功率为2340瓦，若连续制冷0.5小时，消耗多少电能？
（3）为落实节能降耗，某同学设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路，实现当气温升至30℃时，衔铁才能被电磁铁吸下，接通空调线路。热敏电阻R1的阻值随温度变化情况如图乙。
实际使用中发现：当气温在30℃上下波动时，空调线路会频繁接通和断开，影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻R0（如图丙），实现了空调线路接通后，气温降低至26℃以下时才自动切断，回升至30℃后才重新接通。请计算R0的阻值，并说出“气温从30℃降低至26℃时，空调线路不断开”的工作原理。（电路改进前后，衔铁刚被吸下时，电磁铁线圈中的电流大小不变；线圈电阻忽略不计）
【答案】（1）解：
答：应选择允许通过最大电流至少为25安的导线
（2）解：
答：消耗电能1.17千瓦时。
（3）解：根据图乙可知，当温度为30℃时，Rt=20欧。根据图甲可知衔铁刚被吸下时线
圈的电流
当温度降为26℃时，Rt′=30欧
此时流过Rt的电流
工作原理：气温升至30℃时，衔铁被吸下，Rt和R0并联工作。气温从30℃下降到26℃，由于R0的作用，线圈的电流一直大于等于0.15安，衔铁一直被吸引，空调线路不断开。
【解析】（1）电功率最大时电流为最大值；
（2）电能=电功率x时间；
（3）自动控制模拟电路原理为：当气温升高时，电阻R1的阻值变小，控制电路中的电流增大，磁性增强，上方的衔铁被吸合，空调线路接通，空调工作；当空调工作，温度降低时，电阻R1升高，电流变小，衔铁向上运动，空调断路。
19．（2025·浙江）为实现路灯白天自动熄灭、夜晚自动亮起，小科用光敏电阻和电磁继电器等元件，设计了路灯自动控制电路(如图)。
（1）电磁铁是电磁继电器中的重要部件，其工作原理主要是____(填字母)。
A．电磁感应
B．电流周围存在磁场
C．通电导体在磁场中受到力的作用
（2）要实现路灯自动控制功能，光敏电阻的阻值应随光照强度增加而 (填“增大”或“减小”)。
（3）测试时，闭合开关S，发现白天路灯未能自动熄灭。请写出一种改进措施： 。
【答案】（1）B
（2）减小
（3）适当增大电源1的电压
【解析】（1）电磁感应是发电机的原理；通电导体在磁场中受到力的作用是电动机的原理。
（2）电磁铁的磁性强弱与电流大小及线圈匝数有关，匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强。
（3） 由电磁铁的原理可知，白天光敏电阻的阻值减小，电路中电流增大，灯熄灭。灯不能熄灭，说明电路中电流过小，可以增大电源电压、增加线圈匝数、更换阻值变化更显著的光敏电阻等进行改进。
【解答】（1）电磁铁的原理是电流的磁效应，通电螺线管产生磁性，吸引衔铁。
故答案为：B。
（2）在路灯自动控制电路中，白天光照强时，光敏电阻阻值需减小，使得控制电路电流增大，电磁铁吸合衔铁，断开路灯电路，夜晚则相反，可知光敏电阻的阻值应随光照强度增加而减小。
（3）若白天路灯未能自动熄灭，可能是光敏电阻灵敏度不足或电磁铁吸力不够。改进措施包括：
1. 增大电源电压（提高控制电路电流，增强电磁铁磁性）；
2. 更换阻值变化更显著的光敏电阻（提高光照响应灵敏度）；
3. 调整光敏电阻位置使其充分受光（确保实际光照强度影响其阻值） （合理即可）。
1．（2025九下·杭州模拟）如图所示是生活中常见的刷卡机，当人们将带有磁条的信用卡在刷卡机指定位置刷一下，刷卡机的检测头就会产生感应电流便可读出磁条上的信息。下列选项中与刷卡机读信息原理相同的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】刷卡机刷一下后，产生了感应电流，故原理为电磁感应原理。
【解答】A、电流周围产生磁场，使小磁针偏转，属于电生磁，故A错误。
B、通电导线在U型磁铁中，受力运动，属于通电导体在磁场中受力运动，故B错误。
C、通电螺旋管周围产生磁场，属于电生磁，故C错误。
D、闭合线圈中的部分导体切割磁感线后，在电流表中显示有感应电流通过，属于电磁感应原理，故D正确。故选D
29．（2025·宁海二模）如图为探究感应电流产生条件的实验装置，为了使现象更加明显，关于所选的导体AB 材质及对导体AB 的操作合适的是（ ）
A．铁棒，缓慢切割磁感线 B．铜棒，缓慢切割磁感线
C．铁棒，快速切割磁感线 D．铜棒，快速切割磁感线
【答案】D
【解析】根据电磁感应的条件，结合影响感应电流大小因素的知识分析判断。
【解答】探究感应电流产生条件时，导体需要在磁场中做切割磁感线运动。如果导体为铁，那么将被磁场吸引无法正常运动，因此只能是不能被吸引的铜棒。导体切割磁感线的速度越大，则产生的感应电流越大，那么现象越明显，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
3．（2025·西湖二模）在学校组织的“磁力小车弹射”比赛中，小科将条形磁铁固定在静止的小车上，电磁铁固定在水平桌面上，如图所示。为使小车运动的距离更远，下列说法正确的是（）
A．向左移动滑动变阻器的滑片
B．将接线柱c的导线改接到接线柱b
C．在小车上换用磁性更强的条形磁体
D．改变电源的正负极
【答案】C
【解析】影响电磁铁磁场强弱因素包括：电流大小，线圈匝数，据此分析判断。
【解答】如图所示。为使小车运动的距离更远， 就要增大小车受到的磁力，要么增大螺线管的磁场强度，要么增大条形磁铁的磁场强度。
A.向左移动滑动变阻器的滑片时，变阻器的阻值变大，而通过电磁铁的电流变小，则电磁铁的磁场变弱，故A不合题意；
B.将接线柱c的导线改接到接线柱b，线圈匝数减小，则电磁铁的磁场变弱，故B不合题意；
C.在小车上换用磁性更强的条形磁体，则小车受到的磁力变大，故C符合题意；
D.改变电源的正负极，则电流方向改变，那么电磁铁的磁极方向改变，则条形磁铁与电磁铁相吸，故D不合题意。
故选C。
4．（2025上城·模拟）下列实验的结论中错误的是（ ）
A．甲：通电导体在磁场中受到力的作用
B．乙：闭合电路的一部分导体在磁场中运动产生电流
C．丙：通电导体周围存在磁场
D．丁：电流大小相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
【答案】B
【解析】根据图片分析各个实验中包含的物理原理即可。
【解答】A.甲：闭合开关后，通电导体在磁场中受到力的作用而移动，故A正确不合题意；
B.乙：闭合开关后，闭合电路的一部分导体在磁场中上下运动时没有切割磁感线，因此不会产生电流，故B错误符合题意；
C.丙：当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，故C正确不合题意；
D.丁：根两个电磁铁串联，即电流大小相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强，故D正确不合题意。故选B。
5．（2025·绍兴模拟）人工心脏泵可短时间替代心脏泵血，其基本结构如图。当电流从B端流入时，电磁铁左端为 极，此时模拟心脏 (选填“收缩”或“舒张”)。为增强此“心脏”的泵血能力，可采用的方法是 。
.
【答案】N；舒张；增大线圈中的电流
【解析】电磁铁磁性强弱与电流大小及线圈匝数有关，电流越大、匝数越多，电磁铁的磁性越强。
【解答】由右手螺旋定则可知，电流从B端流入时，电磁铁左端为N极，与左侧的磁体相互吸引，活塞向左运动，腔室的体积变大，压强减小，可知此时模拟的是心脏舒张是的状态。
要增强此“心脏"的泵血能力，应增强电磁铁的磁性，可以增大电源电压，从而增大线圈中的电流，或者增加线圈匝数。
6．（2025·温州模拟）如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到一定值时电铃响起，发出报警信号。
（1）电铃响时，电磁铁右端是 极
（2）当温度达到 时，该电铃响起。
（3）通过调节滑动变阻器滑片， (填“能”或“不能”)改变该装置报警温度。
【答案】（1）N
（2）76
（3）不能
【解析】（1）根据右手螺旋定则判断电磁铁的磁极，大拇指方向表示N极方向。
（2）水银是金属，能导电，温度升高，体积变大，与上端金属丝接触，电铃报警。
（3）只有温度达到76℃，电路才会被接通，可知报警温度与电路中电流大小无关，所以移动滑片不能改变报警温度。可通过调整上端金属丝的位置改变报警温度。
【解答】（1）电流从电源正极流出，由右手螺旋定则可知，电磁铁右端为N极。
（2）由图可知，当温度升高至76℃时，水银与上端金属丝相连，电路被接通，电磁铁产生磁性，吸引工作电路中的滑片，工作电路接通，电铃响。
（3）改变滑片，不能使断开的电路中存在电流，可知调节滑动变阻器的滑片不能改变该装置的报警温度。
7．（2025·金华模拟）如图是项目化学习小组为农场的储水箱设计的自动抽水控制系统。已知：工作电路电压 U1恒为220V，控制电路电压U2恒为12V；压敏电阻R2安装在水箱下部，其阻值随压力F的增大而减小，部分数据如下表；电磁铁线圈阻值不计，当电流达到40mA时，衔铁恰好被吸下； 水箱重50kg， 容积为0.85m3。计算：
压力F/N 6000 7000 8000 9000 10000
压敏电阻R2阻值/Ω 240 230 220 210 200
（1）水箱装满水时控制水泵的电动机M恰能自动停止工作，则R1的阻值应选多少欧
（2）若水箱距水源高度为4m，需要在100s内将水箱注满，则选择的电动机抽水功率至少为多少瓦
【答案】（1）根据题意，，F=G水+G箱=m水g+m箱g=(1000kg/m3×0.85m3+50kg)×10N/ kg=9000N；
根据图乙可知， 当F=9000N时，
（2）电动机抽水功率：
【解析】（1）水箱装满水，衔铁被吸下，此时电路中电流为0.04A，根据欧姆定律计算电路中电阻，根据压力大小结合表中数据获取压敏电阻的阻值，最后根据串联电路总电阻等于各用电器电阻之和计算定值电阻的阻值。
（2）根据计算功率大小。
8．（2025·嘉兴模拟）小科观察了小区入口的车辆出入自动控制闸， 发现当车牌被识别系统识别后， 绿灯亮， 栏杆抬起， 车辆通行。
（1）于是他设计了如图所示的模拟电路， 车牌识别成功相当于图中 。
（2）已知该电路电源电压为6伏，指示灯L工作时的阻值为5欧， 滑动变阻器接入电路的阻值为10欧，线圈阻值不计。闭合开关后，线圈吸住铁柱时， 指示灯的功率为 瓦。
（3）若电源电压下降，栏杆不能抬起。除了更换电池外，请你再写出一种能使栏杆止常抬起的方法。 。
【答案】（1）开关S 闭合（电路接通）（2）0.8
（3）减小滑动变阻器的阻值〈或将滑片向上移动)
【解析】（1）开关控制电路通断，根据描述分析车牌识别成功的作用；
（2）根据串联电路特点和欧姆定律算出电路的电流，根据P=I2R算出指示灯的功率；
（3）根据题意分析支点和力臂的变化，根据杠杆平衡条件分析所需吸力的变化，根据电磁铁磁性影响因素分析电路中电流的变化，最后根据欧姆定律分析滑动变阻器接入电路电阻的变化。
【解答】（1） 于是他设计了如图所示的模拟电路， 车牌识别成功，此时控制电路接通，电磁铁产生磁场将栏杆拉起，则相当于图中的开关S闭合；
（2）由图知，指示灯L与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω时，开关闭合后，
电路的电流为：，
则指示灯的功率为：P=I2RL=（0.4A）2×5Ω=0.8W；
（3）若栏杆AB长度不变，使固定点O向右移动，即杠杆的支点O向右移动，则栏杆AB重力的力臂增大，B端拉力的力臂变小，根据杠杆平衡条件可知，仍要使栏杆正常抬起，应使电磁铁的磁性增强，以增加电磁铁的吸引力，因此应增加电路中的电流，根据欧姆定律可知，此时应减小滑动变阻器接入电路的电阻，即应将滑动变阻器的滑片向上移动。
9．（2025九下·上城模拟）某项目小组自制了一台电磁起重机，如图所示。为了研究如何增大电磁起重机的磁性，小组利用电磁起重机的电路图开展了如下实验探究，进行测量并记录，数据列于下表。
线圈匝数/圈 组别 电流/A 吸引小铁钉的数量/个
50 1 0.8 6
2 1.2 9
3 1.5 11
100 4 0.8 8
5 1.2 10
6 1.5 12
（1）实验中小组是通过比较 来判断电磁起重机磁性强弱的。
（2）为研究电磁起重机磁性强弱与线圈匝数关系，可选择 组进行对比。
（3）由实验可知，增大电磁起重机的磁性方法有 。
（4）小组查阅资料发现，工业电磁起重机往往采用右图所示的PWM 脉冲供电方式。请结合右图，从能量角度分析，采用PWM 脉冲供电方式的原因是 。
【答案】（1）吸引小铁钉的数量
（2）14/25/36
（3）增加电流或增大电源电压或滑动变阻器向左移和增加线圈匝数
（4）采用间歇式供电，减少通电时间，减少电热产生
【解析】（1）实验中小组是通过比较吸引小铁钉的数量来判断电磁起重机磁性强弱的。
（2）为研究电磁起重机磁性强弱与线圈匝数关系，需要控制电流相同，改变线圈匝数。
（3）由实验可知，增大电磁起重机的磁性方法有增大电流和增加线圈匝数。
（4）从能量角度分析，采用PWM 脉冲供电方式的原因是通过调节脉冲宽度，即调节占空比，可以精确控制输出功率，实现高效的能量转换，减少能量损耗。
【解答】（1）实验中小组是通过比较吸引小铁钉的数量来判断电磁起重机磁性强弱的。吸引小铁钉数量越多，说明电磁起重机磁性越强，这是一种转换法，将不易直接观察的磁性强弱转换为容易观察和测量的吸引小铁钉的数量。
（2）为研究电磁起重机磁性强弱与线圈匝数关系，需要控制电流相同，改变线圈匝数。所以可选择1和4（或2和5、3和6）组进行对比。例如1组和4组，电流都是0.8A，而线圈匝数不同，分别为50圈和100圈，可以探究线圈匝数对电磁起重机磁性强弱的影响。
（3）由实验可知，增大电磁起重机的磁性方法有增大电流和增加线圈匝数。从表格数据可以看出，当线圈匝数一定时，电流越大，吸引小铁钉的数量越多；当电流一定时，线圈匝数越多，吸引小铁钉的数量也越多。
（4）从能量角度分析，采用PWM 脉冲供电方式的原因是通过调节脉冲宽度，即调节占空比，可以精确控制输出功率，实现高效的能量转换，减少能量损耗。在不同的工作状态下，电磁起重机对能量的需求不同，PWM脉冲供电方式可以根据实际需要灵活调整供电的能量，避免了传统供电方式在恒压恒流供电时可能出现的能量浪费情况。例如，在需要较小磁力时，通过减小占空比，减少供电能量；在需要较大磁力时，增大占空比，提供更多能量，从而使电磁起重机在不同工作场景下都能保持较高的能量利用效率。
10．（2025·仙居二模）某兴趣小组开展“观察通电直导线周围的磁场”的实验活动。
实验1：在小磁针的上方拉一根与小磁针平行的直导线，给直导线通电，观察小磁针(如图甲)。
实验2：在水平有机玻璃板上穿一个小孔，将一根直导线垂直穿过小孔，在玻璃板上均匀地撒上铁屑。直导线通电后，轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况(如图乙)。
请回答：
（1）实验1中，若观察到 ，说明电流周围存在磁场。
（2）实验2中，轻敲玻璃板的目的是 ，从而使铁屑分布更清晰。
（3）根据图乙中被磁化铁屑的排列情况，描述通电直导线周围的磁感线分布： 。
（4）兴趣小组进一步实验(如图丙)，a、b两导线通电后出现相互排斥现象。若要使两导线相互吸引，可行的方法是 。
【答案】（1）小磁针发生偏转
（2）减小玻璃板对铁屑的摩擦
（3）以通电直导线为中心的同心圆
（4）只改变a、b任一导线中的电流方向
【解析】（1）在甲图中，当导线中有电流经过时，小磁针的指向会发生偏转，说明电流周围存在磁场；
（2）当铁屑从玻璃板上跳起时，和玻璃板之间没有摩擦力，因此在磁场的作用下会改变位置呈现规则排列，进而呈现磁场的分布规律；
（3）根据乙图分析通电直导线周围的磁场分布特点即可。
（4）通电导体的磁场方向与电流方向有关。
【解答】（1）实验1中，若观察到小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场。
（2）实验2中，轻敲玻璃板的目的是减小玻璃板对铁屑的摩擦，从而使铁屑分布更清晰。
（3） 根据图乙中被磁化铁屑的排列情况，可知通电直导线周围的磁感线分布： 以通电直导线为中心的同心圆；
（4） 兴趣小组进一步实验(如图丙)，a、b两导线通电后出现相互排斥现象。若要使两导线相互吸引，可行的方法是：只改变a、b任一导线中的电流方向。
11．（2025九下·莲都模拟）中华文化博大精深，自古以来，中国人有煮茶品茶的习惯。有一款煮茶壶原理如图甲所示，有加热和保温功能，其内部电路可分为工作电路和控制电路两个部分。电磁继电器所在控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器的电阻不计。该壶降温到40℃时会自动进入加热模式。热敏电阻R 的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。
（1）如图甲，养生壶处于加热状态时，电磁继电器衔铁的触点应该与 (填“A”或“B”)相连；
（2）工作电路在加热功率下，正常工作1分钟，求消耗的电能；
（3）该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将一壶额定容量的水从40℃重新烧开需要加热多长时间
（4）想要将自动进入加热温度由40℃提高到60℃，可改进的措施是： 。(写出一点即可)
【答案】（1）B （2）W= Pt=1000W×60s=60000J
（3）
（4）减小滑动变阻器阻值/滑片P向左移/增大控制电路电压/增加线圈匝数/弹簧弹力变小/支点向左移/衔铁右端增长等
【解析】（1）由电路可知，当电磁继电器衔铁的触点与A相接时，电路中R1与R2串联，电路功率：，当电磁继电器衔铁的触点与B相接时，电路中R1工作，电路功率：，因>，所以养生壶处于加热状态时，电磁继电器衔铁的触点应该与B相接，
（2）工作电路加热功率为1000W，因此正常工作1分钟消耗的电能：；
（3） 该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将一壶额定容量的水从40℃重新烧开需要加热时间：
（4） 想要将自动进入加热温度由40℃提高到60℃ ，就要将电磁铁的磁性变强，因此可以改进的措施有：减小滑动变阻器阻值/滑片P向左移/增大控制电路电压/增加线圈匝数等
12．（2025·定海模拟） 智能家居已经悄然走入我们的生活，智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘消扫，通过电动机旋转产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒；图乙为其自动开始扫地的工作原理图，当地面灰尘增多，使空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，改变电磁铁的磁性，从而达到自动控制工作。控制电路电源电压为4.5伏，定值电阻欧，为光敏电阻，其阻值随光照强度（单位cd）的变化如图丙所示，如下表为其部分工作参数（注：电池容量指工作电流与工作总时间的乘积，电磁铁线圈电阻忽略不计）。
额定工作电压 12伏
额定功率 30瓦
电池总容量 2.5安时
待机指示灯额定功率 6瓦
（1）白天，当机器人光敏电阻上的光照强度为时，它就会开始扫地。求此时控制电路中两端的电压。
（2）为了能使扫地机器人长时间扫地，电动机不能过热工作，可通过其自带的智能开关将工作电路设定为扫地30分钟，然后待机6分钟，如此循环工作。求扫地机器人扫地30分钟再待机6分钟共消耗的电能大小。
（3）小舟若想让家里的地面灰尘更少，他应该对扫地机器人的控制电路如何改进 。
【答案】（1）由图丙可知，当光照强度为为时，光敏电阻
控制电路中的电流为
所以此时控制电路中R0两端的电压为
（2）扫地30min消耗的电能为
待机6min消耗的电能为
扫地30min和待机6min消耗的总电能
（3）因为机器人开始工作时的电流不变，电源电压不变，则机器人开始工作时控制电路的总电阻不变，当家里的地面灰尘更少时，照射到光敏电阻上的光照强度增强，光敏电阻R的阻值减小，要使机器人工作时控制电路的总电阻不变，应增大R0的阻值。
【解析】（1）根据图丙读出光敏电阻的阻值，串联电路总电阻等于用电阻的阻值之和，结合欧姆定律计算电流和电压。
（2）消耗的总电能等于扫地消耗的电能与待机消耗电能的总和，由W=Pt计算电能。
（3）电磁继电器的改进中，在不改变装置的情况下，控制电路中电流不变，可通过改变电源电压或改变电路中其它用电器的阻值，保证总电阻不变进行改进。
【解答】（3）光照变强，由图丙可知，光敏电阻的阻值减小，要保持电流不变，可减小电源电压或换用阻值更大的定值电阻。
13．（2025·舟山模拟）冬天坐在马桶上感觉非常冰凉，我是某校学习小组展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。在老师的指导下小组同学制定了评价量规，表一为部分评价指标。
表一：评价量规
评价维度 评价等级
优秀 良好 待改进
升温维度 人坐在马桶圈上面后5秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度无法上升至30℃
节能性 在保温挡时工作电路电流不大于50mA 在保温挡时工作电路电流范围在50—100mA 在保温挡时工作电路电流大于100mA
图甲是该小组同学设计的电路图。控制电路电源电压U=6V，Ra为压敏电阻，其阻值随压力的变化随如图乙所示。Rb为热敏电阻，其阻值随温度变化如表二所示。电磁继电器在电流大于40mA时，衔铁被吸合，工作电路处于加热状态；在电流小于20mA时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。工作电路的电源电压为220V，R2=100欧。（电磁铁线圈电阻忽略不计）
表二：热敏电阻阻值随温度的变化
温度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44
阻值/Ω 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300
（1）对照评价量规，为使该小组设计的智能电热马桶圈在“节能性”这一维度达到优秀，R1的阻值至少为多少，请计算说明。
（2）请计算体重为50kg的小舟坐在马桶上时，马桶圈的温度调控范围。
（3）在实验过程中，该小组同学发Ra坏了，于是找了另一个压敏点电阻Rc，其阻值随压力变化如图乙所示。小舟经过分析认为不合适，这样会比较费电。请你通过分析说明理由。（提示：加热状态下比保温状态更费电）
【答案】（1）当触点开关断开时，两个电阻串联，而触点开关闭合，R1被短路，串联总电阻比任何一个电阻大，根据知，当触点开关闭合时是加热挡，而触点开关断开时是保温挡；
工作电路的电压为220V，根据在保温挡时工作电路电流不大于50mA=0.05A
由得，此时总电阻
根据串联电阻的电阻特点知，R1的最小阻值R1=R总-R2=4400Ω-100Ω=4300Ω
（2）体重为50kg的小明坐在马桶上时，压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N
根据乙图知，此时Ra=50Ω，控制电路电源电压U=6V，在电流小于20mA=0.02A时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。此时温度最高，则总电阻
根据串联电阻的电阻特点知，Rb的最大阻值Rb=R总'-Ra=300Ω-50Ω=250Ω
根据表格中数据知，此时温度为40℃；当电磁继电器在电流大于40mA=0.04A时，衔铁被吸合，此时温度最低，则总电阻
根据串联电阻的电阻特点知，Rb的最小阻值Rb'=R总''-Ra=150Ω-50Ω=100Ω
根据表格中数据知，此时温度为32℃，马桶圈的温度调控范围是32℃~40℃。
（3）Ra坏了，于是找到了另一个压敏电阻Rc替换，当没有人坐时压敏电阻的阻值较小为100Ω，当电磁继电器在电流大于40mA=0.04A时，衔铁被吸合，开始加热，则总电阻
当热敏电阻的阻值小于150Ω-50Ω=100Ω
即环境温度小于25℃时，即使没有人用马桶，马桶也会自动加热，浪费电能。
【解析】（1）根据欧姆定律计算总电阻，串联电路总电阻等于各用电器电阻之和。
（2）根据电磁继电器吸引衔铁的电流范围分别计算电阻的取值范围，由表二确定温度范围。
（3）根据C电阻的阻值计算没有使用马桶时热敏电阻的阻值，根据表中数据判断温度，若温度过低，或导致无人使用时也会加热，则会造成电能的浪费。
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