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1.磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是“T”。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小鹭设计了如图甲、图乙所示的电路，图甲中电源电压为9V，R为磁感应电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图丙所示。
（1）当图乙中S2断开，图甲S1闭合时，电流表的示数为_______mA。闭合S1和S2，图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，图甲中电流表的示数逐渐减小，说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐______________。
（2）闭合S1和S2，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I，算出R处磁感应强度B的数值如下表所示。请计算x=5cm时，B=________T。
（3）综合实验数据可以得出：电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而___________，离电磁铁越远，磁感应强度越__________。
2.物理学中，用磁感应强度（用字母 B 表示）来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉（符号是 T），磁感应强度 B 越大表明磁场越强；B=0 表明没有磁场。有一种电阻，其阻值大小随周围磁场强度的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻。为了探究电磁铁磁感应强度的大小与哪些因素有关，小超设计了甲、乙两图所示的电路，图甲中电源电压恒为6V，R 为磁敏电阻，图乙中的电磁铁左端靠近且正对图甲的磁敏电阻 R；磁敏电阻 R 的阻值随磁感应强度变化的关系图像如图丙所示。
（1）当图甲 S1 闭合，图乙 S2 断开时，磁敏电阻 R 的阻值是　 　Ω，则此时电流表的示数 为　 　mA 。
（2）闭合 S1 和 S2，图乙中滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，小超发现图甲中电流表的示数逐渐减小，说明磁敏电阻 R 的阻值变　 　，电磁铁的磁感应强度变　 　。
（3）闭合 S1 和 S2，图乙中滑动变阻器的滑片 P 保持不变，将磁敏电阻 R 水平向左逐渐远离电磁铁时，小超将测出的磁敏电阻与电磁铁左端的距离 L、对应的电流表示数 I 及算出的磁感应强度 B 同时记录在下表中。请计算当 L=5cm 时，磁敏电阻 R 所在位置的磁感应强 度 B=　 　T 。
L/cm 1 2 3 4 5 6
I/mA 10 12 15 20 30 45
B/T 0.68 0.65 0.60 0.51
0.20
（4）综合以上实验可以得出：电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而　 　；离电磁铁越远，磁感应强度越　 　。
3.某同学利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图甲所示。图乙是R1的阻值随温度变化的关系曲线。
（1）当恒温箱内温度高于设定温度时，电磁铁的磁性较　 　，触点开关断开。
（2）电磁继电器中的电源电压为6伏，其线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流不低于30毫安时，电磁继电器的衔铁能被吸合。在实验中恒温箱的设定温度是90℃，则变阻器R2按入电路的阻值为多少欧？
4．小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图甲所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压U就越大，二者的关系如图乙所示。闭合开关S，当继电器线圈中电流大于或等于0.02A时，衔铁被吸合。已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20Ω。
（1）车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载。请你判断灯 　L2　（填“L1”或“L2”）是红灯；
（2）某水平公路桥禁止重力大于或等于20000N的车辆通行，要用小强设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少？
5.小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示．将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响．图甲中继电器的供电电压U1=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω．当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响．图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。
（1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻阻值为________Ω，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将________，继电器的磁性将________（均选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱________相连，指示灯的接线柱D应与接线柱________相连（均选填“A”或“B”）；
（3）图甲中线圈下端P的磁极是________极（选填“N”或“S”）。
6.物理学中，用磁感应强度（用字母 B 表示）来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉（符号是 T），磁感应强度 B 越大表明磁场越强；B=0 表明没有磁场。有一种电阻，其阻值大小随周围磁场强度的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻。为了探究电磁铁磁感应强度的大小与哪些因素有关，小超设计了甲、乙两图所示的电路，图甲中电源电压恒为6V，R 为磁敏电阻，图乙中的电磁铁左端靠近且正对图甲的磁敏电阻 R；磁敏电阻 R 的阻值随磁感应强度变化的关系图像如图丙所示。
（1）当图甲 S1 闭合，图乙 S2 断开时，磁敏电阻 R 的阻值是________Ω，则此时电流表的示数 为________mA 。
（2）闭合 S1 和 S2 ， 图乙中滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，小超发现图甲中电流表的示数逐渐减小，说明磁敏电阻 R 的阻值变________，电磁铁的磁感应强度变________。
（3）闭合 S1 和 S2 ， 图乙中滑动变阻器的滑片 P 保持不变，将磁敏电阻 R 水平向左逐渐远离电磁铁时，小超将测出的磁敏电阻与电磁铁左端的距离 L、对应的电流表示数 I 及算出的磁感应强度 B 同时记录在下表中。请计算当 L=5cm 时，磁敏电阻 R 所在位置的磁感应强 度 B=________T 。
L/cm 1 2 3 4 5 6
I/mA 10 12 15 20 30 45
B/T 0.68 0.65 0.60 0.51 0.20
（4）综合以上实验可以得出：电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而________；离电磁铁越远，磁感应强度越________。
7.法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应，荣获了诺贝尔物理学奖。小明同学设计了如图所示的电路，来研究巨磁电阻的大小与有无磁场的关系。请分析回答：
（1）断开S1 ， 闭合S2 ， 移动滑动变阻器R2的滑片，测得两电表的四组数据如下表所示。由此可知，无磁场时GMR的电阻大小为 欧；
实验序号 1 2 3 4
U／伏 1.00 1.25 2.00 2.50
I／安 2×10-3 2.5×10-3 4×10-3 5×10-3
（2）再闭合S1和S2 ， 保持风滑片位置不变，移动滑动变阻器R2的滑片，测得两电表的四组数据如下表所示，可计算出有磁场时GMR的电阻大小；
实验序号 1 2 3 4
U／伏 0.45 0.91 1.50 1.79
I／安 0.3×10-3 0.6×10-3 1×10-3 1.2×10-3
通过上述实验，得出的结论是 ；
（3）利用小明同学设计的电路并保持原有器材不变，你还可以进一步研究与巨磁电阻大小有关的问题是 。
8.据交警部门统计，货车发生交通事故的主要原因是超载，于是交警部门为了检查货车是否超载，设计了一个货车超载自动报警电路。压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大。某压力传感器输出电压与压力的关系如表：
压力/（×105牛顿） 0 1.2 2.4 3.6 4.8 6.0
输出电压/（伏特） 0 1 2 3 4 5
他们利用压力传感器和电阻箱R（最大电阻999欧姆）及部分其它器材设计了图示的电路。闭合开关，当线圈中电流大于或等于20毫安时，电磁继电器的衔铁被吸合。已知继电器线圈的电阻为25欧姆，继电器电路的电源电压由压力传感器的输出电压U提供（假设U不受继电器电路影响）。
（1）当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则电铃应接在图中　 　（填“MN”或“EF”）两端；
（2）当货车总质量大于或等于24吨时，启动报警系统。则电阻箱R的电阻应调节到多大 （g取10牛顿/千克）
9．如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0＝220 V的电源和阻值为R0＝88 Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1＝7.5 V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻不计)、电阻箱R1(可取值范围为0～120 Ω)和热敏电阻Rt组成，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50 mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。
（1）由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而　 　(填“增大”“不变”或“减小”)。
（2）如果恒温箱的温度设定为60 ℃，则电阻箱R1应取多大阻值？
（3）该恒温箱可设定的最高温度是多少？
10.如图甲所示为台州某拓展性学习小组设计的空调自动控制装置。R1是热敏电阻，其阻值随温度的变化如图乙所示。已知甲图左侧虚线框中电路电源电压恒定为9伏，继电器的线圈电阻忽略不计。闭合开关S，当电磁继电器线圈中的电流大于或等于45毫安，继电器的衔铁被吸合，空调开始工作；当电磁继电器线圈中的电流小于或等于30毫安，继电器的衔铁被释放，空调停止工作。
（1）图甲中的左侧虚线框中的电路部分为　 　(选填“控制电路”或“工作电路”)
（2）计算说明在多少温度范围内该空调是工作的？
（3）要想缩小空调工作的温度范围，可将R1热敏电阻更换成　 　(选填R2或R3)
11.如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压U1=6伏，指示灯L的正常工作时两端电压为UL=2.5伏，定值电阻R0=350欧；控制电路电源电压U2=1.5伏，磁敏电阻Rx的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示，当窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电阻Rx所处位置的磁场强度分别为a、b、c，闭合开关S1和S2后，当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂鸣器发出警报声．
（1）将窗户移至A点时，窗户关闭，闭合开关S1，指示灯L正常工作，求此时通过指示灯L的电流．（写出计算过程）
（2）已知电磁铁线圈中的电流达到3毫安时，电磁铁的衔铁刚好被吸下。当窗户移至轨道C点位置时，蜂鸣器恰好开始报警．求此时接入滑动变阻器Rp的阻值。（写出计算过程，电磁铁线圈电阻忽略不计） （3）要使窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器才开始报警，则如何调整电路，并说明理由。
答案及解析
1.90 变大 0.5 增大 小
【解析】（1）当图乙S2断开，图甲S1闭合时，即磁场强度为零，据图丙可知，此时的磁感应电阻R=100Ω，则此时图甲电路中的电流（电流表的示数）： 闭合S1和S2，图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，变阻器接入电路的电阻变小，电流变大、磁场变强，图甲中电流表的示数逐渐减小，说明磁感应电阻R的电阻变大，据此分析可知：磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐增大；
（2）x=5cm时，由表格数据可知此时电流表示数是30mA，由欧姆定律可得，此时磁感应电阻的阻值： ，由图丙可知，对应的磁感应强度B=0.5T；
（3）综合以上实验数据，分析表格数据可以得出：电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而增大，离电磁铁越远，磁感应强度越小
2.（1）100；60（2）大；强（或大）（3）0.4（4）增大（或变强）；小（或弱）
【解析】（1）由图象知，图乙 S2 断开时，R没有磁性，即B=0T，由图丙可知此时R=100Ω，根据欧姆定律可得
（2）图甲中电流表的示数逐渐减小而电压保持不变，所以根据欧姆定律判断可知磁敏电阻 R 的阻值变大；由图丙可知，当磁敏电阻 R 的阻值变大时，磁感应强度变强；
（3）由表可知当L=5cm 时，电流表示数 为30mA，此时电压是6V，根据欧姆定律可得，由图丙可知此时B=0.4T；
（4）综合以上实验可以得出：电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而增大；离电磁铁越远，磁感应强度越小。
3.（1）强
（2）解：R总= =200Ω
当t=90℃时，由图可知R1=50ΩR2=200Ω-50Ω=150Ω
【解析】（1）温度较高时，由R1的阻值随着温度变化的关系曲线可知，热敏电阻的阻值较小，控制电路中的电流较大，电磁铁的磁性较强，此时的衔铁会被吸下来，根据图示的工作电路可知，触点开关断开。
4．解：（1）由图示可知，车辆不超载时，衔铁接上端，L1亮，车辆超载时，衔铁接下端，L2亮，由题意知，L2是红灯。
（2）车对水平地面的压力F＝G＝2×105N，
由图象可知，此时的输出电压U＝1V；根据I可知，电路总电阻：R总50Ω；
电阻R的阻值：R＝R总﹣R线圈＝50Ω﹣20Ω＝30Ω。
答：（1）L2；
（2）R的阻值应调节为30Ω
5.（1）70Ω；减小；增大（2）B；A（3）S
【解析】（1）根据图乙可知，当环境温度为40°时，热敏电阻的阻值为70Ω；当环境温度升高时，热敏电阻阻值变小，总电阻变小而总电流变大，继电器的磁性增大；
（2）当线圈中电流大于等于50mA时，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下来与B接通，这时警铃报警，因此C接线柱必须与B相连，而指示灯的接线柱D与接线柱A相连；
（3）线圈上电流方向向右，右手握住螺线管，四指指尖向右，大拇指指向上面，所以电磁铁的上面是N极，下面P端是S极。
6.（1）100；60（2）大；强（或大）（3）0.4（4）增大（或变强）；小（或弱）
【解析】（1）由图象知，图乙 S2 断开时，R没有磁性，即B=0T，由图丙可知此时R=100Ω，根据欧姆定律可得
（2）图甲中电流表的示数逐渐减小而电压保持不变，所以根据欧姆定律判断可知磁敏电阻 R 的阻值变大；由图丙可知，当磁敏电阻 R 的阻值变大时，磁感应强度变强；
（3）由表可知当L=5cm 时，电流表示数 为30mA，此时电压是6V，根据欧姆定律可得 ， 由图丙可知此时B=0.4T；
（4）综合以上实验可以得出：电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而增大；离电磁铁越远，磁感应强度越小。
7.（1）500（2）有磁场时巨磁电阻的阻值明显变大
（3）研究巨磁电阻的大小与磁场强弱的关系(或研究巨磁电阻的大小与磁场方向的关系)
【解析】(1)在没有磁场时GMR的电阻根据欧姆定律得，R==500
(2)有磁场时GMR的电阻根据欧姆定律得，R==1500 ， 与无磁场时相比，GMR的电阻明显变大。
(3)由于保持原有器材不变,所以可以通过移动R1的滑片改变其阻值，从而改变通电线圈中的电流，因此可以改变螺线管的磁性强弱。
同时可以通过改变线圈中电流的方向来改变螺线管的磁场方向。
8.（1）EF
（2）解：F=G=mg=24t×10N/Kg=2.4×105N；
由表格可知，当压力为2.4×105N时，输出电压U＝2V，
使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I＝20mA＝0.02A，
∴此时电路的总电阻R总＝U/I＝2V/0.02A＝100Ω
又∵继电器线圈的电阻R线＝25Ω
∴电阻箱接入电路的阻值R＝R总－R线＝100Ω－25Ω＝75Ω
【解析】（1）根据图片分析装置的工作过程，确定报警时衔铁所在的位置即可；
（2）首先根据F=G=mg计算出压力传感器上受到的压力，再根据表格确定此时输出的电压，接下来根据计算出电路的总电阻，最后根据 R＝R总－R线 计算出电阻箱接入的阻值即可。
【解答】（1）根据图片可知，当压力增大到一定程度时，压力传感器的输出电压增大，通过电磁铁线圈的电流增大，磁场增强，于是衔铁被吸下来接通EF所在的电路而报警，则电铃应该接在图中EF处。
9．（1）减小 （2）70 Ω （3）150 ℃
【解析】（1）根据乙图分析热敏电阻阻值随温度的变化规律；
（2）首先根据乙图确定60℃热敏电阻的阻值，再根据计算出总电阻，再根据R总=Rt+R1计算出电阻箱R1的阻值。
（3）恒温箱的温度最高时，热敏电阻的阻值最小，此时电阻箱的阻值最大，根据R总=Rt+R1计算出热敏电阻的最小阻值，根据乙图确定最高温度。
【解答】（1）根据乙图可知，热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小；
10.（1）控制电路
（2）解：R总= =200Ω R停= =300Ω
查图乙得，启动温度为30°C停止温度为20°C (或空调工作时的温度为20°C~30℃)
（3）R3
【解析】（1）根据图甲可知，左侧虚线框内的电磁铁通过吸引或放开衔铁，从而控制右侧空调的工作状态；
（2）首先根据分别计算出空调开始工作和停止工作时控制电路的总电阻，再根据乙图确定对应的温度即可；
（3）根据图乙比较电阻在200Ω~300Ω之间时的温度差的大小即可。
【解答】（1）图甲中的左侧虚线框中的电路部分为控制电路。
（3）如下图所示，在阻值为200Ω~300Ω时，热敏电阻R3的温度范围最小，故选R3，如下图所示：
11.（1）闭合开关S1，灯泡和R0串联，灯泡正常发光，其两端的电压为UL=2.5V，R0两端的电压U0=U1﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V，
电路中的电流I= = =0.01A
（2）当窗户移至轨道C点位置时，蜂鸣器恰好开始报警，控制电路中的总电阻R= = =500Ω，
此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑=R﹣R磁B=500Ω﹣300Ω=200Ω
（3）要使窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器才开始报警， 应该 减小滑动变阻器的阻值或增大U2 。
因为电磁铁吸引电流不变，，从C到B，R变大，所以U不变时，减小R变。或R变不变时增大U。
【解析】(1)工作电路中灯泡和Ro串联，灯泡正常发光，根据串联电路的分压特点求出Ro两端的电压，根据欧姆定律求出电流，再根据P=UI求出灯泡的额定功率；
(2)由图像读出窗户移至B点和C点时，磁敏电阻的电阻值，根据欧姆定律列出等式，解出滑动变阻器的最大阻值，再判断是否能通过调节滑动变阻器的阻值来实现报警.
电磁铁应用的计算（1）

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