三、作图题
1.(2019广安,22)标出小磁针的N、S极及磁感线的方向。
2.(2019巴中,28)根据图所示的通电螺线管,标出磁感线方向和小磁针北极。
3.(2019乐山,36)如图所示,在螺线管上方用弹簧悬挂一根条形磁铁。闭合开关S后,弹簧的伸长量减小,请在图中括号内分别标出螺线管A的N、S极和电源的+、-极。
4.(2019遂宁,20)请根据小磁针静止时S、N的指向,在图中标出通电螺线管磁感线的方向和电源的“+”极。
5.(2019凉山州,27)如图所示,当开关闭合后,弹簧的长度变长,请在图中标出电源的正极和通电螺线管的N极。
6.(2019内江,21)请在通电螺线管两端的括号内标出N,S极,并画出磁感线的方向。
7.(2019南京,22)根据小磁针静止时所指方向,在图中画出通过小磁针中心的一条磁感线,并标出电源的正极。
四、计算题
1.(2019内江,26)如图甲所示,是某科技小组的同学们设计的恒温箱电路图,它包括工作电路和控制电路两部分,用于获得高于室温、控制在定范围内的“恒温”。工作电路中的加热器正常工作时的电功率为1.0kW;控制电路中的电阻R'为滑动变阻器,R为置于恒温箱内的热敏电阻,它的阻值随温度变化的关系如图乙所示,继电器的电阻R0为10Ω.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,则:
(1)正常工作时,加热器的电阻值是多少?
(2)当滑动变阻器R为390Ω时,恒温箱内可获得的最高温度为150℃,如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃那么,R′的阻值为多大?
解:(1)根据P=
得
=
=48.4Ω;
正常工作时,加热器的电阻值R=
(2)由乙图知,当最高温度为150℃时,热敏电阻的阻值R1=200Ω, 控制电路电流I1=0.04A
由欧姆定律得U=I1(R0+R′+R1)=0.04A×(10Ω+390Ω+200Ω)=24V; 恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃时,热敏电阻的阻值R2=900Ω, 控制电路电流I2=0.024A 控制电路总电阻R总=
=
=1000Ω,
此时滑动变阻器的阻值R′=R总﹣R0﹣R2=1000Ω﹣10Ω﹣900Ω=90Ω; 答:(1)正常工作时,加热器的电阻值是48.4Ω; (2)R′的阻值为90Ω。
2.(2019北海,31)图甲是温度自动报警器。控制电路中,电源电压U=5V,热敏电阻R2的阻值与温度的关系如图乙所示:工作电路中,灯泡L标有“9V0.3A”的字样,R4为电子
嗡鸣器,它的电流达到某一固定值时就会发声报警,其阻值R4=10Ω,在R2温度为20℃的情况下,小明依次进行如下操作:闭合开关S1和S2,灯泡L恰好正常发光,此时R0的电功率为P0;将R1的滑片调到最左端时,继电器的衔铁刚好被吸下,使动触点与下方静触点接触:调节R3的滑片,当R3与R4的电压之比U3:U4=4:1时,电子嗡鸣器恰好能发声,此时R0的电功率为P0′,P0′:P0=4:9,已知电源电压,灯丝电阻都不变,线圈电阻忽略不计,求:
(1)灯泡L的额定功率;
(2)当衔铁刚好被吸下时,控制电路的电流; (3)将报警温度设为50℃时,R1接入电路的阻值; (4)工作电路的电源电压Ux。
解:(1)灯泡L标有“9V0.3A”的字样,表示灯的额定电压为9V,额定电流为0.3A,则灯的额定功率为:
P=ULIL=9V×0.3A=2.7W;
(2)将R1的滑片调到最左端时,继电器的衔铁刚好被吸下,控制电路为R2的简单电路,控制电路的电流: I=
=
=0.2A;
(3)由图乙知,将报警温度设为50℃时,R2′=10Ω; 根据电阻的串联和欧姆定律有: I=
,即0.2A=
,故R1=15Ω;
(4)在R2温度为20℃的情况下,小明依次进行如下操作:闭合开关S1和S2,R0与灯串联,灯泡L恰好正常发光,灯的电压为9V;此时R0的电功率为P0;
调节R3的滑片,此时R3、R4与R0串联,当R3与R4的电压之比U3:U4=4:1时,电子嗡鸣器恰好能发声,此时R0的电功率为P0′,P0′:P0=4:9, 根据P=故
=
,在R不变时,功率与电压的平方成正比, =,
故U0=1.5U0′,
根据欧姆定律,在电阻不变时,电流与电压成正比,故I0=1.5I0′,因I0=0.3A,所以,I0′=0.2A,
R3与R4的电压之比U3:U4=4:1,由分压原理,R3:R4=4:1, 故R3=4×10Ω=40Ω;
由串联电路的规律及欧姆定律,根据两种情况下工作电路的电源电压不变有: UR0+UL=UR3+UR4+UR0′,
即1.5U0′+9V=U0′+(10Ω+40Ω)×0.2A 故U0′=2V, 工作电路的电源电压: UX=1.5×2V+9V=12V。 答:
(1)灯泡L的额定功率为2.7W;
(2)当衔铁刚好被吸下时,控制电路的电流为0.2A; (3)将报警温度设为50℃时,R1接入电路的阻值为15Ω; (4)工作电路的电源电压Ux为12V。