第20章 电与磁（易错真题汇编）-中考物理一轮复习高频考点精讲与热点题型精练（全国通用）

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1．（2024•长春）能被磁体吸引的物体是（ ）
A．铁钉B．铜线C．金币D．铝箔
解：A、铁钉能够被磁体吸引，故A符合题意；
BCD、铜线、金币、铝箔不能被磁体吸引，故BCD不符合题意。
答案：A。
2．（2024•常州）美国《发现》网站于2023年10月报道：“牛能感知地球磁场，吃草、休息时，其身体朝向习惯与地磁场磁感线平行（如图所示）。”为求证真伪，同学们设计如下实验方案：在四周无明显差异的草地上，多次观察牛吃草、休息时的身体朝向，若报道真实，则牛的身体朝向习惯性呈现四个场景中的（ ）
A．①和②B．③和④C．①和③D．②和④
解：地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，地球周围的磁感线从磁北极指向磁南极；因牛的身体朝向习惯与地磁场磁感线平行，则牛的身体朝向习惯性呈现南北方向，即图中①②，故A正确，BCD错误。
答案：A。
3．（2024•泰州）历史上首先发现了电流的磁效应，揭示了电和磁之间联系的科学家是（ ）
A．奥斯特B．法拉第C．安培D．麦克斯韦
解：历史上首先发现了电流的磁效应，揭示了电和磁之间联系的科学家是奥斯特，故A符合题意，BCD不符合题意。
答案：A。
4．（2024•成都）如图是小李同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。闭合开关，小磁针静止时N极的指向如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．根据小磁针指向可以判定，通电螺线管的右端为S极
B．小磁针静止时N极所指方向就是该点的磁场方向
C．将小磁针移到其他位置，N极所指方向一定不变
D．本实验可以得出：通电螺线管的磁极与电流方向无关
解：A．根据小磁针指向可以判定，由异名磁极相互吸引，通电螺线管的右端与小磁针S极吸引，是N极，故A错误；
B．根据磁场方向的规定。小磁针在磁场中静止时N极所指方向就是该点的磁场方向，故B正确；
C．将小磁针移到其他位置，N极所指方向一般不同，各点磁场方向不同，故C错误；
D．改变电源正负极，小磁针会改变方向，实验可以得出：通电螺线管的磁极与电流方向有关，故D错误。
答案：B。
5．（2024•海南）如图是通电螺线管磁场特点的实验装置。下列操作能改变螺线管两端磁极的是（ ）
A．移动滑动变阻器滑片B．对调电源正负极
C．改变螺线管线圈匝数D．在螺线管中加铁芯
解：A、移动滑动变阻器的滑片可以改变通电螺线管线圈中的电流，通电螺线管的磁性强弱会改变，但螺线管两端磁极的极性不会改变，故A不符合题意；
B、对调电源正负极可以改变通电螺线管线圈中的电流方向，能改变螺线管两端磁极的极性，故B符合题意；
C、改变螺线管线圈匝数，通电螺线管的磁性强弱会改变，但螺线管两端磁极的极性不会改变，故C不符合题意；
D、在螺线管中加铁芯，通电螺线管的磁性增强，但螺线管两端磁极的极性不会改变，故D不符合题意。
答案：B。
6．（2024•淄博）心肺机用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。“电动泵”的工作原理如图所示，将线圈ab固定在活塞一端，利用其与固定磁铁间的相互作用带动活塞运动，从而使血液定向流动。阀门K1、K2都只能单向开启。当线圈中的电流从a流向b时（ ）
A．线圈周围有磁场和磁感线
B．线圈左端是N极
C．活塞将向左运动
D．此时“电动泵”处于送血状态
解：A、通电线圈周围有磁场，不存在磁感线，磁场是真实存在的，磁感线是不存在的，故A错误；
B、当线圈中的电流从a流向b时，由安培定则可知，螺线管右端为N极，左端是S极，故B错误；
C、由异名磁极相互吸引可知，活塞将向左运动，故C正确；
D、由图可知，活塞向左运动时，泵内容积变大，则阀门K1关闭，K2打开，此时“电动泵”处于抽血状态，故D错误。
答案：C。
7．（2024•自贡）如图所示是自贡某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，关于它的说法正确的是（ ）
A．当温度达到90℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮
B．当温度达到90℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮
C．当温度低于90℃时，报警装置就会响铃，同时绿灯亮
D．当温度低于90℃时，报警装置就会响铃，同时红灯亮
解：据图可知，该温度自动报警器的原理是：当温度达到90℃时，由于温度计内的液体是导体，这样控制电路会接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引，此时报警电路接通，电铃响，红灯亮，起到报警作用；
答案：A。
8．（2024•山西）海鲜保存常要求温度低于﹣18℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，乙图为热敏电阻R随温度变化的图象。冷库温度等于或高于﹣18℃时，工作电路报警。下列说法正确的是（ ）
A．冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变大
B．工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响
C．冷库温度为﹣18℃时，控制电路中电流为0.03A
D．冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变大
解：A、根据图像，冷库温度上升后，热敏电阻阻值变小，故A选项错误；
B、温度过高，热敏电阻阻值变小，控制电路电流变大，衔铁被吸下，工作电路中电铃响，灯不亮，故B选项错误；
C、冷库温度﹣18℃时，热敏电阻阻值为100Ω，利用欧姆定律得到：I=UR=3V100Ω=0.03A，故C选项正确；
D、冷库温度降低时，控制电路中热敏电阻阻值变大，电流变小，根据P＝UI得出电路电功率变小，故D选项错误。
答案：C。
9．（2024•南通）小明按人类对磁的认识历程，对“电磁转换”一章知识进行梳理，图中对应位置的内容填写正确的是（ ）
A．赫兹B．电动机
C．电磁起重机D．电磁感应现象
解：A、丹麦的物理学家奥斯特最早通过实验说明电流的周围存在磁场，即电流的磁效应，故A错误；
B、电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，不是电流的磁效应，故B错误；
C、电磁起重机的原理是电流的磁效应，不是磁场对电流的作用，故C错误；
D、发电机的原理是电磁感应现象，故D正确。
答案：D。
10．（2024•包头）如图，闭合开关后风车能连续转动，下列器件的工作原理与风车转动原理相同的是（ ）
A．电动机B．发电机
C．指南针D．电磁继电器
解：风车转动的原理：磁场对通电导线产生力的作用，与A电动机的原理相同，故A符合题意；
答案：A。
11．（2024•广安）《新能源汽车产业发展规划（2021﹣2035年）》指出：发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。下列家用电器与新能源电动汽车动力装置的工作原理相同的是（ ）
A．电视机B．手电筒
C．电饭锅D．电风扇
解：
新能源电动汽车动力装置的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动，工作时消耗电能转化为机械能。
A、电视机，工作时消耗电能主要转化为声能、内能，故A不符合题意；
B、手电筒，工作时消耗电能主要转化为光能，电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，故B不符合题意；
C、电饭锅是根据电流的热效应制成的，工作时消耗电能主要转化为内能，故C不符合题意；
D、电风扇的核心部件是电动机，是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，工作时消耗电能转化为机械能，故D符合题意。
答案：D。
12．（2024•淮安）如图所示，将一闭合铜环置于线圈上且使铁芯穿过其中，闭合开关S的瞬间，因铜环中产生感应电流，铜环会立刻向上跳起。若将铜环换成下列环，闭合开关S，也能向上跳起的是（ ）
A．闭合塑料环B．未闭合铁环
C．闭合铝环D．未闭合橡胶环
解：闭合开关的瞬间，通电螺线管产生磁场，根据电磁感应原理，铜环中产生感应电流，通电导体在磁场中受力，会向上跳起；根据电磁感应现象，产生感应电流的条件：①闭合电路；②一部分导体；③做切割磁感线运动。
A选项的塑料环、D选项的橡胶环均不是导体；
B、D选项中线圈均未闭合；
只有C选项满足上述条件；
故A、B、D错误，C正确。
答案：C。
13．（2024•黑龙江）中国完全自主建造的首艘电磁弹射型航空母舰——福建舰。当弹射装置内的导体通过强大的电流时，战斗机就受到强大的电磁力而弹射飞出，下列实验与电磁弹射装置工作原理相同的是（ ）
A．B．
C．D．
解：由题意可知，电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强大电流时，即可受到强大的推力，由此可知其工作原理是通电导体在磁场中受力而运动；
A、图中是奥斯特实验，证明了电流周围存在磁场，与电磁弹射车的工作原理不同，故A错误；
B、图中两个电磁铁串联，电流相同，线圈匝数不同，吸引大头针的数目不同，说明电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关，与电磁弹射车的工作原理不同，故B错误；
C、图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射车的工作原理相同，故C正确；
D、图中没有电源，是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，为电磁感应原理，故D错误。
答案：C。
14．（2024•兰州）科技创新活动中，小雅的作品“隔板推物”引起了同学们的极大兴趣，其原理如图甲所示，a、b两个导体棒分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两导体棒通过导线相连，构成了一个闭合回路，用手推动导体棒a左右摆动时，导体棒b会随之摆动，下列关于这一现象的说法中不正确的是（ ）
A．导体棒a左右摆动时，闭合回路中能够产生感应电流
B．导体棒a左右摆动时，实现了电能向机械能的转化
C．导体棒b随之摆动的原理与图乙所示装置的原理相同
D．用手推动导体棒b左右摆动时，导体棒a也会随之摆动
解：AB、导体棒a左右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，工作时将机械能转化为电能，故A正确，B错误；
C、左边作为电源给右边提供电能，右边导体棒b随之摆动相当于通电导体在磁场中受力运动，与图乙所示装置的原理相同，故C正确；
D、用手推动导体棒b左右摆动的过程中，导体棒做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流产生，导体棒a也会随之摆动，故D正确。
答案：B。
二、填空题（共8小题）
15．（2024•广西）在研究地磁场方向时，如图所示，发现司南的长柄静止时总是指向南方，则长柄相当于指南针的 南 极。我国宋代学者沈括最早记述了地理的两极和地磁场的两极 不重合 （选填“重合”或“不重合”）的现象。
解：地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，其静止时其勺柄指向地理南方，指向地球南方的叫做磁体的南极，用S表示，而地磁的北极在地理的南极附近，故长柄所指的方向是地球磁场的北极，所以长柄相当于指南针的南极；我国宋代学者沈括最早发现地磁场的磁极与地理两极并不重合。
答案：南；不重合。
16．（2024•哈尔滨）有A、B、C三个物体，当A、B靠近时相互排斥，B、C靠近时相互吸引。上述现象如果是由它们可能具有磁性导致的，那么 A、B 一定具有磁性；上述现象如果是由它们可能带有电荷导致的，那么 C 可能带电。
解：
有A、B、C三个物体，当A、B靠近时相互排斥，B、C靠近时相互吸引。如果是由它们可能具有磁性导致的，按照磁极间的作用规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，A、B一定是同名磁极，所以A、B一定具有磁性，C可能有磁性，也可能没有磁性；上述现象如果是由它们可能带有电荷导致的，根据电荷间的作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，A、B一定带有同种电荷，C可带有不同电荷，C也可能不带电，原因是带电体有吸引轻小物体的性质。所以，A、B一定带电，C可能带电。
答案：A、B；C。
17．（2024•湖北）全自动洗衣机的进水阀门是由电磁铁控制的，其构造示意图如下。当线圈通电后产生磁场，线圈上端为 S 极，对衔铁施加 向上 （填方向）的力，使衔铁移动，阀孔打开，水流进洗衣机。
解：当线圈通电后产生磁场，由安培定则知，线圈上端为S极，对衔铁施加向上的力，使衔铁移动，阀孔打开，水流进洗衣机。
答案：S；向上。
18．（2024•福建）福建舰是我国首艘采用电磁弹射系统的航空母舰。电磁弹射系统采用飞轮储能技术，即利用电能驱动大质量的飞轮高速旋转，把电能转化为飞轮的 机械 能，这种能量转化方式与我们学过的 电动机 （填“电动机”或“发电机”）相似。
解：电磁弹射系统采用飞轮储能技术，即利用电能驱动大质量的飞轮高速旋转，把电能转化为飞轮的机械能，这种能量转化方式与我们学过的电动机（电能转化为机械能）相似。
答案：机械；电动机。
19．（2024•泰州）利用图甲装置“观察磁场对通电直导线的作用”，在M、N之间接入电源，通电后轻质铝棒AB向左运动，若只调换磁体的N、S极，通电后铝棒AB将向 右 运动；图乙中，不改变线圈中的电流方向，线圈 不能 （能/不能）持续转下去。
解：在M、N之间接入电源，通电后轻质铝棒AB向左运动，若电流的方向不变，只调换磁体的N、S极，改变磁场的方向，通电后铝棒AB的受力方向发生改变，将向右运动。
由图乙知，线圈越过了平衡位置以后，ab、cd两边受到磁场的力的方向发生改变，会使线圈反向转动，所以线圈不能持续转下去。
答案：右；不能。
20．（2024•武汉）如图所示是一种温度自动控制装置的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，“电源1”的两极分别与水银和金属丝相连。
（1）闭合开关S后，当温度达到 90 ℃时，发热电阻就停止加热。
（2）当电磁铁中有电流通过时，若它的左端为N极，则“电源1”的 右 端为正极。
（3）为增强电磁铁的磁性，下列措施一定可行的是 ① （填序号）。
①增大“电源1”的电压；
②减小“电源2”的电压；
③减少电磁铁线圈匝数；
④改变电磁铁中电流方向。
解：（1）温度计就相当于开关，当介于金属丝接触导通，吸引衔铁断开加热电路，故此时金属丝对应的刻度是90℃；
（2）当电磁铁中有电流通过时，若它的左端为N极，电流从右侧流入，则“电源1”的右端为正极。
（3）为增强电磁铁的磁性，必须增大线圈中的电流或增大线圈的匝数，答案：①。
答案：（1）90；（2）右；（3）①。
21．（2024•泸州）如图所示，ab、cd两根光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，处于蹄形磁铁磁场中的金属杆pq放在导轨上，在外力作用下沿导轨运动。若ad之间断开，则电路中 无 （选填“有”或“无”）感应电流；若ad之间接入电流计，pq杆向右运动时，指针向右偏，pq杆向左运动时，指针将向 左 偏；若ad之间安装一个直流电源，pq杆通电后由静止开始沿导轨向右运动，同时交换电源的正负极和磁铁的南北极，pq杆通电后由静止开始沿导轨向 右 运动。
解：（1）由产生感应电流的条件可知，若ad之间断开，不能形成闭合电路，则电路中无感应电流；
若ad之间接入电流计，pq杆向右运动时，指针向右偏，pq杆向左运动时，磁场方向不变，切割磁感线的方向改变，感应电流的方向改变，所以指针将向左偏；
（2）若ad之间安装一个直流电源，pq杆通电后由静止开始沿导轨向右运动，同时交换电源的正负极和磁铁的南北极，pq杆通电后的受力方向不变，所以pq杆通电后由静止开始沿导轨向右运动。
答案：无；左；右。
22．（2024•徐州）如图所示是自制交流发电机模型。风车转动，线圈在磁场中做 切割 磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，电流方向与 磁场 方向和导体运动方向有关。如果把小量程电流表换成电池，把模型当作电动机，此时线圈 不能 （填“能”或“不能”）持续转动。
解：风车转动，线圈在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流；感应电流方向与磁场方向和导体运动方向有关；
若将图中小量程电流表换成电池，则无风吹时，由于通电线圈处在磁场中故而受力转动，但线圈转动至平衡位置因线圈两端的绝缘漆全部刮掉，无法改变线圈中的电流从而不能持续转动下去。
答案：切割；磁场；不能。
三、作图题（共2小题）
23．（2024•无锡）请在图中的括号内标出通电螺线管左端的磁极，并在P点标出磁感线的方向。
解：由安培定则可得，螺线管左侧为N极，右侧为S极，因外部磁感线由N极指向S极，故磁感线方向向右；如图所示：
24．（2024•德阳）如图所示，要使滑动变阻器的滑片P向左端移动后，通电螺线管的磁性减弱，请用笔画线代替导线将实物图补充完整，并标明通电螺线管右端的极性。
解：要使滑动变阻器的滑片P向左端移动后，通电螺线管的磁性减弱，电路连接情况如图：
按照安培定则的要求，用右手握螺线管，判断出螺线管左端为N极，则螺线管的右端为S极。
答案：电路连接情况如图；螺线管的右端为S极。
四、实验探究题（共3小题）
25．（2024•枣庄）某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的 北极 （选填“南极”或“北极”），说明地球周围存在磁场。
（2）在玻璃板上均匀地洒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与 条形 磁体周围铁屑的分布情况相似。
（3）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极指方向与图乙中小磁针N极指向相反，说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
（4）实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施： 调节滑片，增大通电螺线管线圈中的电流 （写出一种方法即可）。
（5）为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们一起对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与电流方向有关，且这个关系可以用安培定则来判断。
解：（1）开关闭合前，小磁针N极指地理的北极，说明地球周围存在磁场。
（2）通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
（3）将电源正、负极对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
（4）通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，可以调节滑片，增大通电螺线管线圈中的电流，通电螺线管的磁性就会增强。
（5）四个图中的螺线管电路中A和B的绕线方式相同，电流方向不同，根据小磁针的指向情况知：A的右端为S极，B的右端为N极；
同理CD也是如此，所以实验说明螺线管的绕线方式相同时，极性只与它的电流方向有关；
故通电螺线管的磁极极性与它的电流方向有关，且这个关系可以用安培定则判断。
答案：（1）北极；（2）条形；（3）电流；（4）调节滑片，增大通电螺线管线圈中的电流；（5）电流方向；安培定则。
26．（2024•青岛）小明用如图所示的装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
（1）比较 甲、乙 两图可知，产生感应电流时电路应闭合；
（2）比较 乙、丙 两图可知，产生感应电流时导体要在磁场中做切割磁感线运动；
（3）比较乙、丁两图可知，感应电流的方向与 磁场 方向有关。
解：（1）甲、乙两图磁场方向相同，都是电路中的一部分导体都切割磁感线运动，乙图中电路是闭合电路，电流表的发生偏转，说明电路中产生了感应电流，甲图中电路是断开的，电流表的指针没有偏转，说明电路中没有产生感应电流，由此可知，产生感应电流的一个条件是电路应闭合；
（2）要得出产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动，两次实验就要一次实验导体在磁场中做切割磁感线运动，一次实验导体在磁场中不做切割磁感线运动，由此比较可以确定要选用乙图和丙图；
（3）图乙N极在上，导体向左运动，电流计的指针向右偏转；图丁导体运动方向不变，改变了磁场的方向，使S极在上，电流计的指针向左偏转，所以可以看出感应电流的方向与磁场（或磁感线）的方向有关。
答案：（1）甲、乙；（2）乙、丙；（3）磁场。
27．（2024•长沙）为了探究什么情况下磁可以生电，小明按图示将AB棒放在蹄形磁体的磁场中，用导线将AB棒的两端跟灵敏电流计连接。
（1）实验室备有铜棒、橡胶棒和玻璃棒，小明应选用 铜棒 作为本实验中的AB棒。
（2）实验中记录了AB棒运动情况与灵敏电流计指针偏转情况如表所示。
①分析可得：闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动时，导体中就产生感应电流。
②灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。根据序号为 4、5 的两次实验现象可以提出问题：感应电流的方向是否与导体运动的方向有关？
解：（1）玻璃棒、橡胶棒是绝缘体，铁、铜中，磁铁对铁棒具有吸引力，故选铜棒；
（2）①根据表格数据，左右运动切割磁感线产生电流，分析可得：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流；
②AB棒运动方向改变，感应电流的方向改变，因此根据序号为4、5的两次实验现象可以提出问题感应电流的方向跟导体运动的方向有关。
答案：（1）铜棒；（2）①切割磁感线；②4、5。
五、解答题（共2小题）
28．（2024•淮安）某款恒温箱的简化电路如图甲所示。控制电路中电源电压为36V且保持不变，电磁铁线圈电阻为50Ω，R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示；工作电路中的加热器（图中未画出）正常工作时的电阻为44Ω。求：
（1）加热器应接在图甲中 ab （填“ab”或“cd”）之间，控制电路中电磁铁的上端为 N 极。
（2）加热器正常工作6s产生的热量是多少？
（3）控制电路的电流减小到0.036A，衔铁会被释放。则当调节R'＝50Ω时，恒温箱内设定的最低温度为多少摄氏度？
（4）若使恒温箱内设定的最低温度提高一些，可将R′的滑片向 右 滑动一点。
解：（1）由图乙可知，温度升高时，热敏电阻的阻值减小，控制电路的总电阻变小，控制电路的电流变大，电磁铁的磁性增强，
当恒温箱内温度达到设定最高温度时，电磁铁吸下衔铁，工作电路停止加热，所以热器应接在ab间；
由图甲可知，电流从电磁铁的下端流入、上端部流出，根据右手螺旋定则可知，电磁铁的上端为N极；
（2）根据Q＝W=U2Rt，加热器正常工作6s产生的热量
Q＝W=U2R热t=(220V)244Ω×6s＝6600J；
（3）电阻R1′＝50Ω，当控制电路的电流减小到0.036A时，衔铁会被释放，此时控制电路的总电阻：
R=UI=36V0.036A=1000Ω，
则此时R的阻值：
R2′＝R﹣R1′﹣R线＝1000Ω﹣50Ω﹣50Ω＝900Ω，根据图像知，最低温度为50℃。
（4）若使恒温箱内设定的最低温度提高一些，热敏电阻减小，而控制电路的电流不变，则电阻不变，根据串联电阻规律，需要增大滑动变阻器的电阻大小，故向右滑动。
答：（1）ab；N；
（2）加热器正常工作6s产生的热量是6600J；
（3）恒温箱内设定的最低温度为50℃；
（4）右。
29．（2023•南京）生活中，电梯超载时，自动报警系统的电铃响起，电梯无法起降。报警系统的工作原理如图甲所示，控制电路电源电压U＝6V，电磁铁线圈电阻R0＝150Ω，电阻箱R1的电阻设定为250Ω，R2为压敏电阻，其阻值与压力的大小关系如图乙所示。当线圈中的电流大于或等于10mA时，衔铁被吸合，受控制电路中电动机断电，报警电铃响，实现超载停机并发出提醒。
（1）电梯的自动报警电铃应接在 E、F （选填“C、D”或“E、F”）之间。电磁铁通电时，上端为 N 极；
（2）空载时电梯底座对R2的压力等于电梯厢的重力为4000N，闭合开关S1，求空载时控制电路中的电流大小；
（3）求该电梯限载人数；（设每人质量为70kg，g取10N/kg）
（4）若要求电梯限载人数减小，请对控制电路提出两种改进措施。
解：（1）当线圈中的电流大于或等于10mA时，受控制电路中电动机断电，报警电铃响，实现超载停机并发出提醒，此时电磁继电器的衔铁被吸合，动触点和下面的静触点接触，电铃接在E、F位置时就会被接通发出报警声；
如图所示，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极；
（2）由图乙知，空载时电梯底座对R2的压力为4000N时，R2压敏电阻对应的电阻为800Ω，由图甲知控制电路中电磁铁线圈电阻R0、电阻箱R1和压敏电阻R2串联接入电路，电路的总电阻R总＝R0+R1+R2＝150Ω+250Ω+800Ω＝1200Ω，
空载时控制电路中的电流I=UR总=6V1200Ω=0.005A＝5mA；
（2）当线圈中的电流等于10mA时，电路的总电阻R总′=UI′=6V10×10−3A=600Ω，
此时压敏电阻R2′＝R总′﹣R0﹣R1＝600Ω﹣150Ω﹣250Ω＝200Ω，
由图丙可知，此时对应的压力为1×104N，即当压力F＝1×104N时超载，电梯报警，
空载时电梯底座对R2的压力等于电梯厢的重力为4000N，故电梯中人的重力为：G人＝F﹣F空＝1×104N﹣4×103N＝6×103N；
一个人的重力为：G1＝mg＝70kg×10N/kg＝700N；
电梯超载时的人数为：n=G人G1=6×103N700N≈8.6，故电梯限载人数为8人；
（4）保持起始报警电流不变，若要减小核载人数，压力变小，则R2的阻值变大；由于吸合电路不变，根据U＝IR可知，可以增大电源电压；
吸合电流不变，在电源电压一定时，电路的总电阻不变，所以可以减小R1的阻值。
答案：（1）E、F；N；（2）空载时控制电路中的电流大小为5mA；（3）该电梯限载人数为8人；（4）增大电源电压或减小R1的阻值。
序号
AB棒运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
1
不动
不偏转
2
向上运动
不偏转
3
向下运动
不偏转
4
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转