人教版第二十章 电与磁综合与测试达标测试

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2022-2023学年上学期第二十章单元检测卷B卷（人教版）
九年级全一册 物理·全解全析
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。
1．（2022·湖南娄底·九年级期中）物理研究中常常用到“控制变量法”、“等效替代法”、“模型法”、“类比法”等方法，下面是初中物理中的几个研究实例：①研究电压时与水压相比；②用光线表示光的传播方向；③利用磁感线来描述磁场；④用吸引铁屑的多少表示磁性的强弱。上述几个实例中，采用了相同研究方法的是（　　）
A．①③ B．②③ C．②④ D．①④
【答案】B
【解析】①电压和水压都客观存在，但电压不能直接观察，用能够直接观察的水压说明电压的作用，采用的是类比法；
②光客观存在，光线是假想出来的，用光线描述光的传播方向，采用的是模型法；
③磁场客观存在，但不能直接感受，磁感线是假想出来的，用磁感线描述磁场的规律，采用的是模型法；
④磁体磁性强弱不能直接观察，用吸引铁屑的多少表示磁性的强弱，采用的是转换法。
可见，采用了相同研究方法的是②③，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
2．（2022·湖南益阳·中考真题）如图所示的螺线管，当闭合开关后，下列判断正确的是（　　）

A．螺线管的左端为S极
B．右边小磁针的N极向左偏转
C．当滑片P右移时，螺线管的磁性会减弱
D．改变电流方向，通电螺线管的外部磁场方向不会改变
【答案】B
【解析】AB．由安培定则可知通电螺线管的左端是N极，右端是S极，因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的N极向左偏转，故A错误，B正确；
C．滑片P向右滑动时，滑动变阻器的电阻减小，电路的电流增大，通电螺线管的磁性增强，故C错误；
D．通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样，它的两端分别是N极、S极，当改变螺线管中的电流方向时，螺线管的两磁极交换位置，外部磁场方向会改变，故D错误。
故选B。
3．（2022·陕西西安·二模）如图为光敏电阻控制的智能照明电路，L为“220V     22W”的照明灯，光敏电阻R的阻值随光照强度的增大而减小，控制电路中电源电压为6V，定值电阻R0为200Ω，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下列说法正确的是（　　）

A．工作电路中电源的a端应该连接零线
B．照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为100Ω
C．灯L正常发光时，控制电路中的电流是大于0.02A
D．如果提高控制电路电源电压，照明灯白天也可能发光
【答案】B
【解析】A．为了用电的安全，开关应接在用电器和火线之间，衔铁相当于是灯泡的开关，所以工作电路中电源的a端应该连接火线，故A错误；
B．照明系统恰好启动时，通过线圈的电流为0.02A，根据欧姆定律可知，此时电路的总电阻为

根据串联电路的电阻关系可知，光敏电阻R的阻值为
R=R总-R0=300Ω-200Ω=100Ω
故B正确；
C．根据题意可知，当天色渐暗，光敏电阻的阻值变大，根据欧姆定律可知，通过线圈的电流变小，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统，照明灯泡正常发光，所以控制电路中的电流会小于或等于0.02A，故C错误；
D．如果提高控制电路的电压，由欧姆定律可知，控制电路中的电流增大，在白天时，控制电路的电流很大，衔铁会被吸下，照明灯L不发光，且到晚上时，由于控制电路的电压高、电流大，也可能导致衔铁被吸下，照明灯L也可能不发光，故D错误。
故选B。
4．（2022·江苏徐州·中考真题）如图所示，线圈通电后，受磁场力作用将开始顺时针旋转。如果线圈是固定的，磁体可以绕线圈旋转，则线圈通电后，磁体将（　　）

A．开始顺时针旋转 B．开始逆时针旋转
C．保持静止 D．以上三种情况都有可能
【答案】B
【解析】线圈通电后，受磁场力作用，线圈开始顺时针旋转；如果线圈是固定的，根据静止和运动的相对性可知，则线圈通电后，磁体开始逆时针旋转，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5．（2022·江苏泰州·模拟预测）如图所示，将一个闭合的金属圆环从图示位置由静止释放，经过一个有限范围（只有虚线左侧有磁场）的均匀磁场。不考虑空气阻力和摩擦，则（　　）

A．圆环能够摆回到出发点
B．圆环能够达到的最高位置会越来越低
C．圆环摆动过程中，只有动能和重力势能之间发生相互转化
D．圆环来回摆动的振幅会越来越小，但不会停下来
【答案】B
【解析】将一个闭合的金属圆环从图示位置由静止释放，金属圆环的质量不变，速度变大，动能变大，高度变小，重力势能变小，重力势能转化为动能；当闭合的金属圆环在离开磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，此过程中圆环的机械能转化为电能；由于机械能会逐渐变小，所以圆环来回摆动的振幅会越来越小，圆环能够达到的最高位置会越来越低，不能摆回到原来的出发点，会在最低点静止，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
6．（2022·浙江杭州·中考真题）如图所示，粗糙的水平桌面上有两块相同的条形磁体甲和乙，它们之间有相互作用力且保持静止。对图示甲、乙两块条形磁体受到摩擦力的方向分析正确的是（　　）

A．甲一定水平向左，乙一定水平向右
B．甲水平向右，乙无法确定
C．甲水平向左，乙无法确定
D．甲、乙均无法确定
【答案】D
【解析】由图示知，若甲的右端与乙的左端为同名磁极，则两个磁体相互排斥，甲受到乙的磁力向左，相对水平桌面有向左的运动趋势，受到水平桌面向右的摩擦力；乙受到甲的磁力向右，相对水平桌面有向右的运动趋势，受到水平桌面向左的摩擦力；若甲的右端与乙的左端为异名磁极，则两个磁体相互吸引，甲受到乙的磁力向右，相对桌面有向右的运动趋势，受到桌面向左的摩擦力；乙受到甲的磁力向左，相对桌面有向左的运动趋势，受到桌面向右的摩擦力。所以甲、乙受到摩擦力的方向与甲、乙放置时的磁极有关，磁极不确定，则摩擦力的方向也不确定。故ABC错误，D正确。
故选D。
7．（2022·安徽·模拟预测）如图所示为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图（导线电阻不计），由图可知以下说法中正确的是（　　）

A．当开关S接a点时，仪表指针向右偏转
B．若将电源正负极对调，仪表指针偏转方向不变
C．保持滑片P的位置不变，开关S由a点换到b点，仪表示数变小
D．当开关S接a点，滑片P向上移动时，仪表示数变小
【答案】D
【解析】A．由安培定制可知，通电螺线管的右端为N极，小磁片的左端为N极，根据同名磁极相互排斥可知，仪表指针向左偏转，故A错误；
B．若将电源正负极对调，电流方向改变，磁场方向改变，仪表指针偏转方向也会改变，故B错误；
C．保持滑片P的位置不变，开关S由a点换到b点，电源电压不变，电阻不变，因此电路中电流不变，线圈匝数增加，则磁性增强，排斥力变大，仪表指针偏转角度变大，仪表示数变大，故C错误；
D．当开关S接a点，滑片P向上移动时，电源电压不变，电阻增大，电流减小，则磁性减弱，排斥力变小，仪表指针偏转角度变小，仪表示数变小，故D正确。
故选D。
8．（2022·陕西渭南·一模）电梯均有额定运载人数标准，当人员超载时电梯内报警装置会发出声音提示，此时乘客应主动减员，退出电梯。电梯的工作原理如图所示，R1为保护电阻，R2为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，下列说法正确的是（　　）

A．甲为控制电路，乙为工作电路
B．电梯正常运行时，K与A接触
C．电梯超载时，电磁铁磁性减小
D．电梯超载时，响铃的同时电动机也工作
【答案】B
【解析】A．图示知，乙电路中，由于压敏电阻所受压力不同，其接入电路的阻值不同，则通过电磁铁的电流不同，则电磁铁的磁性不同，那么磁性不同对衔铁的磁性也不同，于是电路甲，电动机和电铃的通断也不同，即通过压敏电阻的不同，来控制甲电路的工作状况，所以乙为控制电路，甲为工作电路，故A错误；
B．电梯正常运行时，即图甲中电动机通路。所以衔铁的K触点与触点A接通。故B正确；
CD．电梯超载时，压敏电阻所受压力增大，其阻值减小，则电路中的电流增大，那么电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，触点K与触点B接通，与触点A断开，所以只有电铃工作。故CD错误。
故选B。
9．（2022·全国·九年级）下图为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（　　）
　　
A．导线ab中的电流在这两个时刻方向不同，受到的磁场力方向也不同
B．甲乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置
C．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向
D．如果电动机持续转动，则电动机内外流的都是直流电
【答案】D
【解析】A．由图可知，导线ab在这两个时刻电流方向不同，由于导体受力方向与磁场方向和电流方向有关，所以两次导线ab的受力方向不同，故A正确，不符合题意；
B．平衡位置是指线圈平面与磁感线垂直的位置，图中磁感线从左向右，故甲乙两图中的线圈再转动90度角，都能到达平衡位置，故B正确，不符合题意；
C．读图由左手定则可知：电源的左侧为正极，从上往下看，线圈中电流都是顺时针方向，故C正确，不符合题意；
D．电动机之所以能转动，是因为换向器每当转过平衡位置就会改变线圈中电流的方向，即电动机线圈外是直流电，线圈内是交流电，故D错误，符合题意。
故选D。
10．（2022·全国·九年级）电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的是（　　）

A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
B．取走磁体，电吉他将不能正常工作
C．增加线圈数可以增大线圈中的感应电流
D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
【答案】A
【解析】A．铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作，故A错误，符合题意；
B．取走磁体，就没有磁场，振弦不能切割磁感线产生电流，电吉他将不能正常工作，故B正确，不符合题意；
C．增加线圈匝数，可增加电磁感应所产生的电压，在电路的总电阻不变时，可以增大线圈中的感应电流，故C正确，不符合题意；
D．弦振动过程中，磁场方向不变，弦的运动方向会不断变化，则线圈中的电流方向不断变化，故D正确，不符合题意。
故选A。
第Ⅱ卷
二、填空题。（每空1分，共24分）
11．（2022·全国·九年级专题练习）如图所示，在大小不变、水平向左的拉力F作用下，铁块M沿水平地面由A处运动至D处，BC段下方埋有一块磁铁W。铁块M在AB段物体做匀速直线运动，速度为v。若地面粗糙程度处处相同，铁块M只有在BC段运动时才受到磁铁W的磁力。

（1）铁块M在BC段运动过程中，其动能___________（选填“增大”“不变”或“减小”）；
（2）铁块M在CD段运动过程中，其运动状态___________（选填“改变”或“不变”）；
（3）铁块M在CD段运动时的机械能___________（选填“大于”“等于”或“小于”）在AB段运动时的机械能。
【答案】     减小     不变     小于
【解析】（1）[1]铁块M在AB段物体做匀速直线运动，拉力的大小等于摩擦力的大小；地面粗糙程度处处相同，铁块M在BC段运动时受到磁铁W的磁力，使铁块M对地面的压力增大，摩擦力变大，大于拉力，所以铁块M做减速运动；动能的大小与速度和质量有关，铁块M的质量不变，速度减小，故铁块M在BC段运动过程中，其动能减小。
（2）[2]铁块M经过C点后，磁力消失，铁块对水平地面的压力及接触面粗糙程度与AB段时相同，所以它受到的摩擦力不变，则拉力的大小等于摩擦力的大小，铁块M在CD段受力平衡，做匀速直线运动，故铁块M在CD段运动过程中，其运动状态不变。
（3）[3]因铁块M在BC段做减速运动，所以铁块M在CD段运动时速度会小于在AB段运动时速度，故铁块M在CD段的动能小于在AB段的动能；铁块M在整个运动过程中，高度与质量均不变，故重力势能不变；铁块M的机械能等于铁块M的动能和重力势能的总和，故铁块M在CD段运动时的机械能小于在AB段运动时的机械能。
12．（2022·江苏徐州·中考真题）如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向______________方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将______________，说明通电导线周围存在______________。

【答案】     北     发生偏转     磁场
【解析】[1]由于地球的周围存在地磁场，地球周围的小磁针都要受到地磁场的作用而指向南北方向，小磁针指向北的一端为N极。
[2][3]当开关闭合时，通电导线的周围产生了磁场，则导线下方的小磁针在磁场的作用下会发生偏转。
13．（2022·广东·汕头市潮阳实验学校模拟预测）如图所示，磁悬浮列车是一种新型交通工具，根据________的原理，利用强磁场可把磁悬浮列车从轨道上微微托起，使列车和轨道间的________大大减小，从而提高了车速，上海“世界第一”的磁浮列车磁浮采用了当今先进的路上交通技术。它西起地铁二号线龙阳路站，东至浦东国际机场，全程30公里却只需7分钟，它的平均时速为________公里/小时，最高时速可达700公里/小时。

【答案】     同名磁极相互排斥     摩擦力     257.1
【解析】[1]强磁场可把磁悬浮列车托起，是因为列车与轨道间的磁极相同，而同名磁极相互排斥，于是列车悬浮。
[2]磁悬浮列车被托起后，与轨道表面隔开，不直接接触，可减小相互间的摩擦力，从而提高车速。
[3]磁浮列车的平均时速

14．（2022·浙江杭州·八年级期中）电动机是利用 ___________（选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”或“电磁感应现象”）工作的。如图所示，如果要改变电动机的转动方向，可以通过改变线圈内电流的方向来实现，这个装置叫 ___________（填电动机的结构名称）。图中的线圈所在的位置 ___________（选填“是”或“不是”）平衡位置，此时线圈由于 ___________会继续转动，从而越过此位置。

【答案】     磁场对电流的作用     换向器     是     惯性
【解析】[1]电动机里是线圈，工作特点是当给电动机通电时，电动机就会转动，电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，即电动机是利用磁场对电流的作用工作的。
[2]电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，该装置能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
[3][4]当线圈转至图中所示位置时，线圈上下两个边所受的两个力大小相等、方向相反、在同一直线上，所以这两个力属于平衡力，是平衡位置；线圈由于具有惯性，会继续运动，从而越过平衡位置。
15．（2022·江苏泰州·模拟预测）科技活动中，小明所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合回路。用手推动左侧甲线圈摆动时，右侧乙线圈会随之摆动。其中隔板左侧装置应用的原理是___________，隔板右侧装置产生的现象与___________工作原理类似，把___________能主要转化为___________能。

【答案】     电磁感应     电动机     电     机械
【解析】[1][2][3][4]甲线圈摆动的过程做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流产生，是发电机的工作原理，所以甲线圈相当于电源，工作时将机械能转化为电能；乙线圈表示的是通电导体在磁场中受力运动，是电动机的工作原理，其能量转化是电能转化为机械能。
16．（2022·湖北十堰·中考真题）某小区因暴雨引起车库积水，部分车辆被淹，小明看到新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，如图是该报警器原理图，金属块A和B分别固定在车库地面附近适当高处，若车库积水水面到达 _____处（选填“A”或“B”）时，_____（选填“绿”或“红”）灯发光报警，此时电磁铁的上端是 _____极（选填“N”或“S”）。

【答案】     B     红     N
【解析】[1][2]由图示知，车库积水水面到达B处时，水是导体，将金属块A和B接通，电磁铁中有电流通过，将衔铁吸下，红灯接通，发光报警。水面未达到B处时，电磁铁中没有电流通过，衔铁弹起，绿灯亮。
[3]由图示知，电磁铁有电流通过时，电流由下端流入，上端流出，据安培定则知，电磁铁的N极在上端。
17．（2022·江苏·景山中学九年级期末）小磁针静止时N极会自动转向地球的_____（选填“北”或“南”）方，因为地球本身就相当于一个巨大的磁体，它的形状跟_____的磁场相似，如图所示，是描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，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_____（选填“P”或“Q”）｡

【答案】     北     条形磁体     Q
【解析】[1][2]地球相当于一个巨大的条形磁体，其N极在地理的南极附近，S极在地理的北极附近。据：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知，小磁针的N极在静止时指向地球的北方。
[3]物理学中规定，磁场中自由小磁针静止时N极所指方向为磁场方向，而磁感线的方向表示磁场方向；由图示知，磁体周围的磁场方向在b点指向Q，所以小磁针的N极指向Q。
三、实验探究题（每空2分，共28分）
18．（2022·河南洛阳·九年级期中）小明利用如图所示装置探究感应电流产生的条件。

（1）开关闭合后，将导体AB沿着水平方向向右运动时，观察到灵敏电流计指针 ___________（选填“偏转”或“不偏转”）；要使灵敏电流计的指针偏转方向改变，可采取的具体措施是 ___________（写出一种即可）；
（2）在探究中还发现，导体AB水平向左（或向右）缓慢运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较小；导体AB水平向左（或向右）快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，说明感应电流的大小与 ___________有关；
（3）磁场方向和切割磁感线的方向同时改变，产生的感应电流的方向 ___________（选填“会”或“不会”）改变。
【答案】     偏转     将导体AB水平向左运动     导体运动的快慢     不会
【解析】（1）[1][2]开关闭合后，将导体AB沿着水平方向向右运动时，导体AB做切割磁感线运动，电路中有感应电流产生，则灵敏电流计的指针发生偏转；要使电流计的指针偏转方向改变，即产生的感应电流方向改变，由于感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关，故应将导体AB水平向左运动或将磁铁两极对调；
（2）[3]导体AB水平向左（或向右）缓慢运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较小；导体AB水平向左（或向右）快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，电路中的电流变大，这说明感应电流的大小与导体运动的快慢有关；
（3）[4]感应电流的方向是由导体的运动方向和磁场方向来决定的，改变导体的运动方向可以改变感应电流的方向，改变磁场方向也可以改变感应电流的方向，但磁场方向和切割磁感线的方向同时改变产生的感应电流的方向就不会改变。
19．（2022·湖北恩施·模拟预测）利用如图所示的器材回答下列问题：
（1）在①小灯泡，②电压表，③电流表，④线圈，⑤电阻R，⑥干电池，⑦滑动变阻器中，选择______接在接线柱C、D之间，就可以研究电磁感应现象；选择______接在接线柱C、D之间，就可以研究磁场对电流的作用（选填序号）；

（2）在你设计的探究电磁感应现象的实验装置中，保持电路闭合，当导线A、B向左、向右运动，或将U形磁铁对调磁极时，闭合开关，当导线向左运动和向右运动时，电流表的指针偏转方向也会随之改变，这表明导线中的感应电流方向与______和______有关；
（3）为了使在你设计的探究电磁感应现象的实验装置中电流表指针明显偏转，你采取了哪些措施？（写出一条即可）______。
【答案】     ③     ⑥     切割磁感线运动方向     磁场方向     增强磁场强度等
【解析】（1）[1]由图可知闭合开关后，装置中电路的一部分导体在磁场中能做切割磁感线运动，要产生感应电流，实验中通过电流表显示感应电流的存在，故就必须再将③电流表接在C、D之间，使电路成为闭合电路。
[2]若想探究磁场对电流的作用，必须电路中有电源，有磁场，故分析图中的器材可知，缺少电源，所以应选择⑥干电池接在C、D之间。
（2）[3][4]分别改变磁场方向或导体运动方向，发现灵敏电流表的指针偏转方向改变，由此可知，感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向及磁场方向有关。
（3）[5]实验中为了使电流表指针明显偏转，采取的措施是：电流表采用灵敏度较高的小量程电流表；或者可用多匝线圈代替单根导线或用多股导线并联替代单根导线；加快导线的切割速度；换磁性更强的磁体等。
20．（2022·江苏南通·一模）小明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，栏杆抬起，车辆通行。他据此设计了如图所示的结构原理模型，车牌识别成功相当于开关S闭合，已知B端悬挂的铁柱重10N。

（1）S闭合，通电线圈上端为 ___________极；
（2）已知AO：OB=3：1，当通电线圈对铁柱的磁力为10N时，栏杆刚好离开托架，则质量分布、粗细都均匀的栏杆自重为 ___________N；若将图中线圈水平右移少许，要将栏杆刚好拉起的磁力将 ___________10N，为此小明应将电路中滑动变阻器的滑片向___________（选填“上”或“下”）移动；
（3）已知该电路电源电压恒为6V，线圈阻值为2Ω。闭合开关，滑动变阻器接入阻值为10Ω时，通电线圈的电功率为 ___________W。
【答案】     S     20     小于     上     2.5
【解析】解：（1）[1]根据右手定则可知S闭合，通电线圈上端为S极。
（2）[2]B端悬挂的铁柱重10N，通电线圈对铁柱的磁力为10N，所以B处受到的拉力为

质量分布、粗细都均匀的栏杆的重心在其中点，已知AO：OB=3：1，根据杠杆平衡条件可得

即

解得G=20N。
[3] [4]若将图中线圈水平右移少许，通电线圈对铁柱的磁力将小于10N，则B处受到的拉力变小，所以需增大此时通电线圈的磁场，则需增大通过电路的电流，根据欧姆定律可知需减小滑动变阻器接入电路的电阻，所以小明应将电路中滑动变阻器的滑片向上移动。
（3）[5]串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流

通电线圈的电功率为

四、计算题：本题共3小题，共18分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
21．(6分)（2022·全国·九年级专题练习）如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0＝10Ω，左边电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
温度t/℃
0
5
10
15
20
25
30
35
40
电阻R/Ω
600
550
500
450
420
390
360
330
300
（1）请说明该自动控制装置的工作原理。
（2）计算说明该空调的启动温度是多少？
（3）为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要串联多大的电阻？

【答案】（1）见解析；（2）25℃；（3）30Ω
【解析】解：（1）随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路连通，空调开始工作。当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。
（2）电路启动时的总电阻

此时热敏电阻的阻值
R热=R总-R0=400Ω-10Ω=390Ω
对照表格数据可知，此时的启动温度是25℃。
（3）因为电路启动时的总电阻为400Ω，由表中数据可知，空调启动温度设定为30℃时，热敏电阻的阻值为360Ω，则电路中还应串联的电阻
R′=R热=R总-R热′-R0=400Ω-360Ω-10Ω=30Ω
答：（1）见解析；
（2）该空调的启动温度是25℃；
（3）将空调启动温度设定为30℃时，控制电路中需要再串联30Ω的电阻。
22．(6分)（2022·浙江宁波·八年级期末）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。

【答案】（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
【解析】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。
23．(6分)（2022·河南洛阳·模拟预测）如图是一款利用电磁继电器设定不同出水温度的电热饮水机原理示意图。工作电路中，电源电压恒为220V，R是加热电阻丝，阻值为48.4Ω。控制电路中，电源电压恒为3V，电磁铁线圈电阻R线为5Ω，Rt是热敏电阻，其阻值与温度的关系式为Rt=5+0.5t（其中Rt单位是Ω，t的单位是℃），R0是用来设定不同出水温度的滑动变阻器。当电磁铁线圈中的电流小于或等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，饮水器停止加热。[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg⋅℃)】
（1）若将滑动变阻器R0的阻值调为250Ω时，饮水机能将水加热到的最高温度是多少？
（2）饮水机内装有1000mL，初温为20℃的水，将其加热到100℃，用时7min，则水吸收的热量是多少？
（3）上述加热过程中，该饮水机工作电路的加热效率是多少？

【答案】（1）90℃；（2）3.36×105J；（3）80%
【解析】解：（1）饮水机将水加热到最高温度时，衔铁会弹起，触点分离，此时控制电路的电流为
I=10mA=0.01A
此时滑动变阻器R0两端的电压
U0=IR0=0.01A×250Ω=2.5V
热敏电阻Rt两端的电压
Ut=U-U0=3V-2.5V=0.5V
热敏电阻的阻值

据Rt=5+0.5t知，水能加热到的最高温度

（2）饮水机中水的质量
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1000×10-6m3=1kg
水吸收的热量
Q吸=c水m(t1-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100-20)℃=3.36×105J
（3）上述加热过程中，饮水机消耗的电能

饮水机工作电路的加热效率

答：（1）若将滑动变阻器R0的阻值设为250Ω，饮水机能将水加热到的最高温度是90℃；
（2）水吸收的热量是3.36×105J；
（3）上述加热过程中，该饮水机工作电路的加热效率是80%。