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2025-2026学年第一学期阶段练习 九年级物理（人教版19-20章） 学号 姓名
一、填空题
1．家庭中的电灯、电视机、电冰箱等用电器大多是　 　(选填“串联”或“并联”)。在电路中的。如果在家中某些用电器工作的基础上，又多开一盏灯，则电路中的总电流将　 　 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
2．小明同学想在家里安装一盏照明灯，如图所示是他设计的电路.图中虚线框1和2应连入开关和电灯，则开关应装在虚线框　 　中.安装完毕后，闭合开关，电灯不亮，用测电笔分别测试a、b、c点时，测电笔的氖管都发光，则电路的故障为　 　.
3．如图所示，电冰箱的金属外壳接地后，即使出现漏电现象人也没有触电的感觉，这是因为接地的导线与站在地面上的人是　 　联的，由于人体电阻远远大于导线电阻，所以通过人体的电流非常　 　，为防止漏电现象带来触电事故的发生，家庭电路中安装了　 　（填“空气开关”或“漏电保护器”）。
4．如图所示的是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，由磁感线的分布特点可知，a点的磁场比b点的磁场　 　(填“强”或“弱”)；若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其N极指向　 　(填“P”或“Q”)处。
5．如图所示，能自由转动的司南静止时，它的长柄指向南方，说明长柄是磁体的　 　极（选填“北”或“南”），司南之所以能指向南北方向，是由于受到　 　的作用，磁偏角是由我国宋代学者　 　最先发现的。
6．如图所示，闭合开关，通电螺线管的右端是　 　(选填“N”或“S") 极，此时在水平桌面上的条形磁体仍处于静止状态，条形磁体受到向　 　(选填“左”或“右”)的摩擦力：若将滑动变阻器滑片向下滑动，条形磁体受到的摩擦力将　 　(选填“变大”、“变小”或“不变")。
7．如图是小蔡同学设计的短跑比赛“抢跑判断器”。电磁铁的上端为　 　（选填“N”或“S”）极。当运动员蹲在起跑器上后，裁判员老师闭合开关S1、S2，发令指示灯亮，运动员抢跑后，R0所受压力变小，电阻变小，电磁铁将衔铁吸下，抢跑指示灯　 　（选填“L1”或“L2”）亮，则判定该运动员抢跑。
二、选择题
8．如图是某同学家部分家庭电路的示意图，其中①②③应安装的元件依次是（　　）
A．总开关、电能表、保险装置B．总开关、保险装置、电能表
C．电能表、保险装置、总开关D．电能表、总开关、保险装置
9．如图是正常工作的家庭电路中的一部分。下列说法中正确的是（　　）
A．导线A是零线B．保险丝能在有人触电时自动切断电路
C．保险丝能在电路中电流过大时自动切断电路
D．正确使用验电笔先后插入插座的左右插孔，氖管都发光
10．如图所示的家庭电路中，火线-当开关S闭合后，灯泡L不亮，用试电笔测试c、d两点时，氖管都发光，零线.测试a、b两点时，只有a点氖管发光，则故障可能是（　　）.
A．b、c之间某处断路B．a、d之间某处断路
C．火线与零线短路 D．电灯的灯丝断了
11．小冰家的电能表标有“；”，家中正使用着一台的电冰箱、两盏的日光灯。当小冰将一个台灯的插头插进插座时，台灯不亮，干路中的空气开关“跳闸”。发生这种现象的原因可能是（　　）
A．日光灯断路B．台灯插头处短路C．插座短路 D．用电器的总功率过大
12．一位“法师”在铺有塑料地毯的舞台上表演不火线怕电的“功夫”.他将一盏普通白炽灯泡接到两导线头A、B之间，灯泡正常发光；随后将灯泡取下，“法师”两手分别抓住两导线头A、B，如图所示，其助手用测电笔分别测试A、B及“法师”的皮肤，发现测电笔的氖管都发光.对此表演的合理解释是（　　）.
A．“法师”有特异功能，确实不怕电B．“法师”的两手均戴有特制绝缘手套
C．在人、灯交替过程中，助手将零线断开了D．在人、灯交替过程中，助手将火线断开了
13．a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．a端磁极是S极，b端磁极是N极 B．P点没有磁场
C．磁感线是真实存在的 D．Q点的磁场方向水平向右
14．如图所示，当弹簧测力计吊着一磁体，沿水平方向从水平放置的条形磁体的A端移到B 端的过程中，能表示弹簧测力计示数与水平位置关系的是（　　）.
A．B．C． D．
15．巨磁电阻效应是指某些材料的电阻随磁场增强而急剧减小的现象，如图所示中GMR 是巨磁电阻，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器的滑片，以下分析正确的是（　　）.
A．滑片向左移动时，电磁铁磁性减弱，指示灯亮度变暗
B．滑片向左移动时，电磁铁磁性增强，指示灯亮度变亮
C．滑片向右移动时，GMR 电阻变小，指示灯亮度变亮
D．滑片向右移动时，GMR 电阻变大，指示灯亮度变亮
三、作图题
16．（1）如图所示的电路中，甲、乙都是电表，要求填上合适的电表，闭合开关S后，两灯泡串联。
（2）请根据静止后小磁针的指向，在虚线框右侧括号内标出电源极性和A点的磁感线方向。
（3）如图所示为带USB接口的插座，请把图中元件接入电路，要求开关断开时，插座和USB接口均不能使用；开关闭合时，插座和USB接口可以独立工作。
17．生活中有一种插线板，在使用中发现：插线板上的指示灯在开关断开时不发光，插孔不能提供工作电压；而在开关闭合时指示灯发光，插孔可以提供工作电压；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供工作电压。根据上述现象，请在图中画出开关、指示灯、电阻和插孔的连接方式，并与电源线接通。
四、实验探究题18．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，电源电压恒定，大、小铁钉各自完全相同，进行如图所示的甲、乙、丙三次实验。图甲中大 铁钉的N极是　 　(选填 “钉尖”或“钉帽”)。通过观察甲、乙两次实验现象，得出的结论是　 　：通过观察图丙实验现象得出的结论是　 　 。将图甲中的小铁钉换成小钢钉进行实验，断开开关S后，发现的有趣的实验现象是　 　 。
19．小明同学在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时，在嵌入螺线管的纸板上均匀撒满细铁屑，并在螺线管的旁边放两个小磁针，如图所示。
（1）给螺线管通电并　 　纸板，观察铁屑的排列情况。
（2）根据图中两个小磁针静止时N极的指向可知，通电螺线管的左端是　 　极。
（3）小明还想探究通电螺线管的磁极与电流的方向是否有关，接下来的操作是　 　。
（4）实验时发现通电螺线管周围的磁场比较弱，实验现象不太明显，想要增强通电螺线管周围的磁场强度，在不更换螺线管的前提下，可行的方法是　 　。
20．探究电生磁如图甲所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并于小磁针平行放置。
（1）闭合开关后，发现小磁针偏转，说明　 　；若此时将小磁针移走，上述结论是否还成立？　 　（选填“成立”或“不成立”）。
（2）对调电源正负极后，闭合开关，小磁针极的偏转方向与原来　 　（选填“相同”或“相反”）。
（3）请根据图乙中电流方向判断电磁铁的、极和小磁针的、极　 　。
（4）如图丙所示是一种水位报警装置的原理图，当水位到达金属块时，左侧电路接通，电磁铁有　 　，吸引　 　，　 　灯亮。
五、计算题
21．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设计一个“汽车超载模拟记录器”。如图为该超载记录器原理图，已知电源电压U=6V，线圈电阻R0=50Ω，保护电阻R=150Ω， R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表格所示，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。求：
（1）检测路段没有车辆经过时，控制电路中的电流。
（2）当控制电路消耗的总功率为0.18W 时，请通过计算判断照相机是否工作
（3）被检测路段有车辆经过时，电压表的示数为3V，则该车的质量。
22．某家用电热水器工作原理如图所示。图甲为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制实现加热和保温状态的档位变换。R1、R2为电热丝，其中R1阻值为22Ω， 电路保温功率为220W， 电磁铁线圈的电阻忽略不计， R3为定值电阻， R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度变化关系如图乙所示。 当控制电路的电流达到0.04A 时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路中的电流减小到0.024A时，衔铁被释放，求：（1）当工作电路为加热状态时的电流大小；
（2）R2工作时的电阻；（3）若热水器内可获得的最高温度为60℃，最低温度控制在40℃，则R3的阻值为多少。
答案解析部分
1．【答案】并联；增大
【解析】【解答】第1空：并联，分析：家庭中的电灯、电视机等用电器需要独立工作（关闭其中一个用电器不会影响其他用电器运行），而并联电路的各支路互不干扰，因此这些用电器是并联在电路中的。
第2空：增大，分析：家庭电路为并联结构，总电流等于各支路电流的总和，多开一盏灯相当于增加了一条工作支路，电路的总电流会随之增大。
综上答案：第1空：并联；第2空：增大。
【分析】本题核心考查家庭电路的连接方式与并联电路的电流规律，涉及以下知识点：
家庭电路连接方式：家庭用电器采用并联连接，可保证各用电器独立控制、互不影响；
并联电路电流规律：并联电路总电流等于各支路电流之和，新增工作支路会使总电流增大。
常见易错点：
误将家庭用电器的连接方式判定为串联（串联电路中一个用电器故障会导致所有用电器无法工作，不符合家庭用电需求）；
忽略并联电路的电流叠加特性，错误认为新增用电器后总电流保持不变。
解题关键：明确家庭用电器的并联连接特点，牢记并联电路的电流规律，结合题目情境推导各空答案。
2．【答案】2；零线断路
【解析】【解答】保险丝接在火线上，开关应接在灯与火线之间。因此开关应接在2处。当测电笔分别测试a、b、c点时，测电笔的氖管都发光，说明火线上有电，而零线处不该亮，但也亮了，说明电灯、开关与火线相通了，故进户线零线断路。
【分析】【学找切入点】虚线框1和2中连入的是开关和电灯，根据家庭电路的安装原则，开关应接在火线上，电灯接在零线上，并串联在同一支路上，所以虚线框1中是电灯，虚线框2中是开关.测电笔测a、b、c点时氖管都发光，说明电路中这三处均与火线接通；而电灯不亮，则说明电路断路，所以电路的故障是零线断路。
3．【答案】并；小；漏电保护断路器
【解析】【解答】图中，当电冰箱的金属外壳接地后，接地线与人是并联的，由于人体电阻大于导线电阻，则通过人体的电流非常小，即使出现漏电现象，人也没有触电的感觉；家庭电路中，安装漏电保护器，可防止漏电现象带来触电事故。故第1空填：并；第2空填：小；第3空填：漏电保护器。【分析】有金属外壳的用电器，外壳带电后，电流通过接地线，不经过人体，避免人体触电；漏电保护器在人体触电时，自动切断电路。
4．【答案】弱；Q
【解析】【解答】从图中可以看出a点的磁感线比b点的磁感线疏，A点的磁场比b点的磁场弱，小磁针静止在b点时，其N极指向与该点磁感线的方向一致，故N极指向Q点。
故答案为：弱；Q.
【分析】磁感线：描述磁场的强弱和方向而假想的曲线.磁体周围的磁感线是从它北极出来，回到南极.（磁感线是不存在的，用虚线表示，且不相交）
5．【答案】南；地磁场；沈括
【解析】【解答】地球周围有磁场，司南是用天然磁石制成的，受地磁场的作用，静止时长柄指向地理南方，长柄是磁体的南极。
沈括最早在《梦溪笔谈》中记载了磁针“能指南，然常微偏东”，即地磁的南北极与地理的南北极并不完全重合，存在磁偏角。故第1空填：南；第2空填：地磁场；第3空填：沈括。
【分析】地球周围有磁场，受地磁场的作用，磁体的南极指向地球的南极；最早发现地磁偏角的是沈括。
6．【答案】S；左；变小
【解析】【解答】图中，闭合开关，电流从右侧流入，根据安培定则，判断通电螺线管的右端是S极，根据同名磁极相互排斥，右侧磁铁受到向右的斥力，磁体处于静止状态，受力平衡，受到向左的摩擦力：当滑动变阻器滑片向下滑动，接入电路的电阻变大，电流减小，电磁铁磁性变弱，和条形磁铁间的斥力减小，条形磁体仍处于平衡状态，受到平衡力，受到的摩擦力将变小。
【分析】根据安培定则判断电磁铁的磁极；根据磁极间相互作用，判断受力方向；电磁铁的磁性随电流的减小后变弱；物体受到二力平衡时，力的大小相等。
7．【答案】N；L2
【解析】【解答】 电流从电磁铁的上端流入，下端流出，根据右手安培定则可知，电磁铁的上端为N极。将衔铁吸下，灯L2所在电路接通，则抢跑指示灯L2亮。
【分析】通电螺线管：由通电线圈组成，磁性方向可通过安培定则判断：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极，磁性与电流、线圈匝数有关。
8．【答案】D
【解析】【解答】 解：家庭电路的顺序是：电能表、总开关、保险装置、插座、开关和用电器等元件组成。故D正确，ABC错误。
故选：D。
【分析】 家庭电路从进户线开始，依次是电能表、总开关、保险装置、插座、开关和用电器等元件组成。
9．【答案】C
【解析】【解答】A．根据图片可知，A线上接有保险丝，则导线A对应火线，故A错误；
BC．当电路发生故障而电流过大时，保险丝自身产生很多热量从而熔断自己，切断电路，故B错误，C正确；
D．插座左孔接零线氖管检测不发光，右孔接火线氖管检测发光，故D错误。故选C。
【分析】A.在家庭电路中，保险丝应该接在火线上；
BC.根据保险丝的特点和作用判断；
D.根据测电笔的使用方法判断。
10．【答案】A
【解析】【解答】ABD.如图，闭合开关后，发现电灯L不亮，用测电笔测试c、d两点时，氖管都发光，说明c、d都与火线连通（即c点到火线间的电路没有断路）；测试a、b两点时，只有a点氖管发光，则测b点时氖管不发光，说明b点没有与火线连通，所以故障可能是b、c之间某处断路，故A正确，BD错误；
C.若火线与零线短路，则保险丝熔断或空气开关跳闸，整个电路断开，用测电笔测试各点时，氖管都不发光，故C错误。
故答案为：A。
【分析】电灯L不亮，而点c能使测电笔亮，说明c到零线b之间开路。
11．【答案】B
【解析】【解答】A.日光灯断路时，整个电路中的电流大小没有改变，空气开关不会跳闸，故A不合题意；
B.台灯插头处短路时，会将整个电路短路，由于电流过大会导致空气开关跳闸，故B符合题意；
C.插座短路时，不用等到插入台灯，空气开关就会跳闸，故C不合题意；
D.将所有用电器的功率相加并不大，因此空气开关跳闸的原因不可能是电器的总功率过大，故D不合题意。
故选B。
【分析】对各个选择中的故障进行分析，推测可能出现的故障，哪个与题目描述一致，那么为正确选项。
12．【答案】C
【解析】【解答】 用测电笔接触“法师”，氖管发光说明此时“法师”身体带电，而他没有触电，是因为把零线断开后，加之舞台上铺有塑料地毯，电流无法形成回路，所以选项C解释正确。
故答案为：C。
【分析】使用测电笔时，手要接触笔尾金属体，笔尖金属体接触电线，氖管发光的是火线；只有当人体通过的电流达到一定值时，才会发生触电事故。
13．【答案】D
【解析】【解答】A．磁感线的方向由N极指向S极，所以a端是N极，b端是S极，故A错误；
B．处于磁场中的任意位置都有磁场，P点虽然不在画出的磁感线上，但依然有磁场，故B错误；
C．磁感线是不存在的，是为了方便描述磁场而假想出的一个模型，故C错误；
D．据图可知Q点的磁场方向水平向右，故D正确。
故选D。
【分析】磁感线： 在磁场中画一些曲线，使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同，磁感线是人为假想表征磁场方向和强弱的 的物理量，磁感线从N极出发，回到S极。
14．【答案】D
【解析】【解答】图中，测力计下的磁体下方是N极，根据磁极间的相互作用，同名磁极相互排斥，测力计示数较小，向右移动时，排斥力减小，测力计拉力逐渐变大，到达右侧时，异名磁极相互吸引，测力计拉力又变大，D符合题意。
故选D。
【分析】【学找切入点】首先应明确，条形磁体的两端磁性最强，中间磁性最弱(几乎无磁性)，磁极间相互作用的规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.其次应弄清弹簧测力计的示数等于吊着的磁体的重力G与两磁体间的相互作用力(即斥力F斥或引力F引)的合力大小.具体分析如下：水平放置的条形磁体从A端到中间位置磁性逐渐减弱，吊着的磁体与水平位置的条形磁体之间的排斥力也逐渐减弱，而弹簧测力计的示数F=G-F斥，所以弹簧测力计的示数逐渐增大；水平放置的条形磁体从中间位置到 B 端磁性逐渐增强，吊着的磁体与水平放置的条形磁体之间的吸引力也逐渐增强，而弹簧测力计的示数 所以弹簧测力计的示数 F 逐渐增大.
15．【答案】B
【解析】【解答】AB、 滑片左移时，变阻器电阻减小，电流增加， 电磁铁磁性增强 ，所以 GMR电阻减小，指示灯应变亮 ，故A错误，B正确；
CD、 滑片右移时，电磁铁磁性减弱，GMR电阻应增大 ， 指示灯应变暗 ，故CD错误。
综上选B。
【分析】 本题的关键是理解电磁铁磁性强弱与电流的关系、巨磁电阻的特性（电阻随磁场变化），以及串联电路中电流与电阻的关系。通过分析滑片移动对电磁铁电流的影响，再结合巨磁电阻效应推导GMR电阻变化，最终确定指示灯亮度的变化，从而筛选出正确选项。
16．【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【解答】（1）本题考查对电路的结构及电表接法的认识，这是解决电学问题的基本能力。若甲为电流表，右侧的灯泡L2、乙表将被短路，故甲为电压表；若乙为电压表，则会使灯泡断路，所以乙为电流表，如图
（2） 安培定则共涉及三个方向：电流方向、磁场方向、线圈绕向，告诉其中的两个可以确定第三个。在此题的第二问中就是间接告诉了磁场方向和线圈绕向来确定电流方向。
小磁针的右端为N极，左端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的右端是N极，左端为S极；根据图示的线圈绕向和螺线管的N、S极，利用安培定则可知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，因此电源的左端为正极，右端为负极；磁体外部的磁感线从N极出发回到S极，A点的磁感线方向向左，如图
（3）
开关断开时，插座和USB 接口均不能使用，说明开关控制整个电路；闭合开关，插座和USB接口均可以独立工作，说明插座和USB接口并联在电路中；接线时，插座左端接零线、右端接火线，上端接地线，开关连接火线，如图
【分析】（1）电流表要和被测用电器串联，电压表和被测用电器并联，可以根据电流表和电压表的使用方法及电路的结构进行分析；
（2）根据小磁针的N极指向，利用磁极间的作用规律可以确定螺线管的N、S极；磁体外部的磁感线是从N极出来回到S极的；根据螺线管的N、S极和线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向，进而可以确定电源正负极；
（3） 并联电路各支路用电器互不影响，由此可知，三孔插座和USB接口的连接方式；根据开关作用确定其在电路中的位置；三孔插座的接法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。
（1）若甲为电流表，右侧的灯泡L2、乙表将被短路，故甲为电压表；若乙为电压表，则会使灯泡断路，所以乙为电流表，如图
（2）小磁针的右端为N极，左端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的右端是N极，左端为S极；根据图示的线圈绕向和螺线管的N、S极，利用安培定则可知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，因此电源的左端为正极，右端为负极；磁体外部的磁感线从N极出发回到S极，A点的磁感线方向向左，如图
（3）开关断开时，插座和USB 接口均不能使用，说明开关控制整个电路；闭合开关，插座和USB接口均可以独立工作，说明插座和USB接口并联在电路中；接线时，插座左端接零线、右端接火线，上端接地线，开关连接火线，如图
17．【答案】
【解析】【解答】根据题意可知， 如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能正常通电，说明灯泡和插座之间是并联的；
插线板上的指示灯在开关断开时不发光，插孔不能提供工作电压； 插线板上的指示灯在开关闭合时会发光，插孔正常通电，说明开关同时控制灯泡和插座，因此开关应该在干路上；
为了用电安全，开关接在火线上；由于指示灯的工作电压较小，所以需要给指示灯串联一个电阻来分担电源的电压；三孔插座的接法是左零右火上接地，如下图所示：
【分析】用电器相互影响为串联，不相互影响为并联。干路开关控制所有用电器，支路开关只能控制它所在支路上的用电器，结合安全用电的知识分析解答即可。
18．【答案】钉帽；线圈匝数相同时，电流越大电磁铁磁性越强；电流一定时，线圈匝数越多磁性越强；小钢钉不会掉下来
【解析】【解答】探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，根据安培定则，甲图中，电流从上方流入，钉帽是大铁钉的N极。根据甲、乙两次实验现象，乙中滑动变阻器取值较小，电路电流较大，磁性较强，得出：在线圈匝数一定时，电流越大电磁铁的磁性越强。
通过丙图实验，电磁铁串联，电流相等，线圈匝数不同，磁性不同，得出的结论：在电流一定时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强；甲图中，小铁钉换成小钢钉进行实验，由于钢属于永磁体，磁性不容易消失，断开开关后，小钢钉仍被吸引，不会掉下来。
【分析】根据安培定则，判断电磁铁的磁极位置；线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强；电流相同时，线圈匝数越多，磁性越强；钢属于永磁体，磁性不易消失。
19．【答案】（1）敲击
（2）N
（3）调换电源的正负极，改变电流方向，观察小磁针的偏转情况
（4）增大电流
【解析】【解答】本题考查的是通电螺线管的磁性强弱的影响因素；知道磁极间的相互作用规律。
（1）实验时，给螺线管通电并敲击纸板，铁屑弹起重新落下时受磁场力的作用，通过观察铁屑的排列情况，探究通电螺线管外部的磁场分布。
（2）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，根据图中两个小磁针静止时N极的指向可知，通电螺线管的左端是N极。
（3）若探究通电螺线管的磁极与电流的方向是否有关，应改变电流方向，接下来的操作是调换电源的正负极，改变电流方向，观察小磁针的偏转情况。
（4）通电螺线管周围的磁场强度与电流大小和线圈匝数有关，电流越大，磁场越强，在不更换螺线管的前提下，可行的方法是增大电流。
【分析】（1）轻敲纸板，可以让被磁化的铁屑在磁场中有规律排列起来；
（2）根据磁极间的相互作用规律和小磁针静止时N极的指向判断通电螺线管的磁极；
（3）通电螺线管的磁场方向与电流方向有关；
（4）通电螺线管的磁性强弱与线圈的匝数和电流的大小有关
（1）实验时，给螺线管通电并敲击纸板，铁屑弹起重新落下时受磁场力的作用，通过观察铁屑的排列情况，探究通电螺线管外部的磁场分布。
（2）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，根据图中两个小磁针静止时N极的指向可知，通电螺线管的左端是N极。
（3）若探究通电螺线管的磁极与电流的方向是否有关，应改变电流方向，接下来的操作是调换电源的正负极，改变电流方向，观察小磁针的偏转情况。
（4）通电螺线管周围的磁场强度与电流大小和线圈匝数有关，电流越大，磁场越强，在不更换螺线管的前提下，可行的方法是增大电流。
20．【答案】（1）通电导线周围存在磁场；成立
（2）相反
（3）
（4）磁性；衔铁；红
【解析】【解答】（1）开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场。若接通电路后移去小磁针，磁场仍然存在，即结论仍然成立；
（2）对调电源正负极后，通过线段电流方向相反，那么磁场方向相反，则小磁针受力方向改变，那么小磁针极的偏转方向与原来相反。
（3）根据图片可知，电磁铁正面电流方向是从左向右，由安培定则可知，电磁铁上端为N极，下端为S极。根据异名磁极互相吸引可知，小磁针的左端为S极，右端为N极。
（4）当水位达到金属块A时，控制电路接通，电路中有了电流，电磁铁有磁性，向下吸引衔铁，使动触点与绿灯所在电路的静触点分开，绿灯灭。与红灯所在电路的静触点接通，导致了红灯所在的电路接通，红灯亮。
【分析】（1）根据通电导线周围存在磁场的知识解答；
（2）通电导线的磁场方向与电流方向有关；
（3）首先根据安培定则判断电磁铁的磁极方向，再根据磁极之间的相互作用规律分析；
（4）电路接通时会产生磁场，据此确定衔铁的位置变化，确定接通的电路即可。
（1）[1][2]实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，这是著名的奥斯特实验。若接通电路后移去小磁针，上述结论仍然成立。
（2）对调电源正负极后，闭合开关，电流方向相反，磁场方向相反，小磁针极的偏转方向与原来相反。
（3）由图可知，电磁铁正面电流方向是从左向右，由安培定则可知，电磁铁上端为N极，下端为S极；根据同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，则可判断出小磁针的左端为S极，右端为N极，如图所示：
（4）[1][2][3]当水位达到金属块A时，控制电路接通，电路中有了电流，电磁铁有磁性，向下吸引衔铁，使动触点与绿灯所在电路的静触点分开，绿灯灭。与红灯所在电路的静触点接通，导致了红灯所在的电路接通，红灯亮。
21．【答案】（1）解：由图甲可知，控制电路中保护电阻R1、压敏电阻Rx和线圈R0串联，电压表测保护电阻R1两端的电压。
检测路段没有车辆经过时，压力为零，由表可知，此时压敏电阻Rx=300Ω，由串联电路的电阻特点可知，控制电路中的总电阻为： ，此时控制电路中的电流
（2）解：当控制电路消耗的总功率为0.18W时，根据 P＝UI求出此时电路中的电流为，此时电压表的示数为：， 由题意可知，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，所以此时照相机工作
（3）解：当电压表的示数为3时，控制电路中的电流， 由欧姆定律可知，此时控制电路中的总电阻为， 由串联电路的电阻特点可知，压敏电阻Rx的阻值为，由表中数据可知，当压敏电阻为100Ω时，压敏电阻所受的压力为 则车的重力： 由G＝mg可知，车的质量：
【解析】【分析】串联：电流处处相等（通过每一个用电器的电流都相等）；各个用电器两端电压之后等于总电压（或者说成等于电源电压）。需要用到的相关计算公式。
22．【答案】解：（1）根据电磁继电器没有吸下衔铁时，只有R1工作，但衔铁吸下时，两个电阻串联，总电阻较大，根据可知，电热水器处于保温状态，当只有R1工作，是加热状态，根据欧姆定律知，加热时的电流为：
（2）当电热水器处于保温状态时，两电阻串联，根据可得，此时电阻的总电阻为
则R2的电阻为：
（3）当控制电路的电流达到0.04A时，获得的最高温度为60℃，继电器的衔铁被吸合时，进入保温状态，由图乙可知，此时R=200Ω，可得控制电路的电源电压为
①
当控制电路中的电流减小到0.024A时，最低温度控制在40℃，衔铁被释放，进入加热状态，由图乙可知，此时热敏电阻的阻值为R'=500Ω，可得控制电路的电源电压为
②
由①②解得，R3=250Ω。
答：（1）当工作电路为加热状态时的电流大小是10A；
（2）R2工作时的电阻是198Ω；
（3）若热水器内可获得的最高温度为60℃，最低温度控制在40℃，则R3的阻值为250Ω。
【解析】【分析】（1）根据，计算电流；
（2）利用，计算电阻，结合串联电路电阻规律，计算部分电阻；
（3）根据U=IR，计算分压，结合电源电压一定，计算未知电阻。
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