精品试卷沪科版九年级物理第十七章从指南针到磁浮列车定向训练试卷(无超纲带解析)

沪科版九年级物理第十七章从指南针到磁浮列车定向训练
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。

第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、如图所示，根据通电螺线管中磁感线的方向，下列判断正确的是（）
A．A端为电源的负极B．B端为电源的负极
C．螺线管的左端为N极D．螺线管的右端为S极
2、图是兴趣小组同学设计的运动音乐踏板装置，踩下或松开踏板，两音乐灯交替工作。

下列描述正确的是（）
A．踏板与电磁铁是并联的B．踩下踏板时绿灯亮、红灯灭
C．松开踏板时，动触点与b接触D．增大R的阻值，可增大电磁铁对衔铁的吸引力
3、磁悬浮列车将为交通运输事业开辟一方崭新的天地。

下面有关它的说法中不正确的是（）A．通过列车底部和下方轨道间的磁极互相作用，可使列车悬浮
B．为产生极强的磁场使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选用超导材料
C．由于列车在悬浮状态下行驶，因而一定做匀速直线运动
D．列车悬浮行驶时，车体与轨道间无阻力、无震动、运动平稳
4、将条形磁铁周围附近摆放几个可以自由转动的小磁针（涂黑的一端表示小磁针的N极），仅考虑小磁针跟磁铁之间的相互作用，图中能正确反映小磁针静止时跟磁铁之间相对位置关系的是（）
A．B．
C．D．
5、以下作图中，正确的是（）
A．凹透镜对光的作用
B．光的反射
C．通电螺线管磁极
D．物体静止在斜面上的受力示意图
6、如图所示的通电螺线管右侧放了一个可自由转动的小磁针，下列说法正确的是( )
A．小磁针左端为N极
B．通电螺线管的左端为N极
C．将电源正负极对调后螺线管南北极也对调
D．在螺线管所在电路中串联一个电阻后螺线管的磁性增强
7、下列关于电和磁的说法正确的是（）
A．铁和铝都能够被磁体吸引
B．磁感线是磁体周围真实存在的曲线
C．奥斯特实验说明电流的周围存在着磁场
D．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
8、以下机械中，利用内能对外做功的是（）
A．共享单车B．电暖器C．电动机D．火箭发动机
9、关于磁场，下列说法中正确的是（）
A．磁场是由无数条磁感线组成的
B．任何物质在磁场中都能被磁化并保持磁性
C．磁极间的相互作用是通过磁感线发生的
D．磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在
10、通过光线来描述光的传播。

下列研究问题的方法与此相同的是（）
A．制作滑动变阻器时，发现导线太长而采取缠绕的方式
B．研究串联电路电阻时引入总电阻
C．用磁感线来描述磁场
D．在比热容建构实验中通过对物体的加热时间长短来判断吸收热量的多少
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）
1、如图是一款蓝牙音箱可实现与手机的无线信息传递，底座通电后上面的音箱就会悬浮起来。

请你分析以上情景，提出一个你认为应该探究的问题______，对于该问题你的猜想是______。

2、如图所示，物理学家罗兰曾经做过一个实验，在圆形橡胶盘上注入某种电荷，当橡胶盘沿中心轴高速旋转时，圆盘上方原来静止的小磁针转动了。

这个实验现象说明______；请你推断橡胶盘高速旋转时电荷有没有受到小磁针的力：______（选填“有”或“没有”）。

3、如图所示的实验最早是_________（填物理学家）完成的，为了使实验现象明显，导线应________
（选填“东西”或“南北”或“任意方向”）放置，实验结论是通电导线周围存在________，如果移走小磁针，导体周围________（选填“存在”或“不存在”）磁场。

利用此实验的结论制造出了
________（选填“电磁铁”、“电动机”或“发电机”）。

4、奥斯特实验证明：通电导线的周围存在着_______，磁场的方向跟_______的方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。

这一现象是由丹麦物理学家______在1820年发现的。

5、如图所示是一种水位自动报警器的工作原理图，当水位上升至探头A的位置时，电磁铁______（选填“失去”或“有了”）磁性，灯泡_____（选填“1L”或“2L”）开始工作，发出报警信号。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图甲所示的恒温箱，由工作电路和控制电路组成，其简化电路如图乙所示，其中控制电路是由线圈电阻、热敏电阻R、滑动变阻器R'串联组成，电源两端电压恒为6V，线圈的阻值为150Ω，热敏电阻的R t-图像如图丙所示；R'的阻值为100Ω时，恒温箱可以实现100℃的恒温控制；当线圈的电流达到0.02A时衔铁被吸合；其中加热器的额定电压为220V，额定功率为500W。

（1）请简述恒温箱的工作原理；
（2）当恒温箱实现100℃恒温控制时，热敏电阻R消耗的功率是多少？
（3）如果要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，那么可变电阻R'的阻值范围为多少？
（4）由于输电导线上有电阻，当某次加热器的实际功率为405W时，工作电路的实际电压为多少？
2、某直流电动机的铭牌上标有“220V 6.6kW”，电动机线圈的电阻为0.5Ω．
（1）电动机的工作原理是什么？
（2）该电动机正常工作1h，消耗多少J电能？电动机线圈产生多少热量？
（3）在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，很快就闻到焦糊味道，请你从能量转化角度解释这个现象．
3、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＝10 Ω，左边电源电压为6 V恒定不变。

当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。

(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？
4、为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。

控制电路中，电压U1＝3V，定值电阻R0＝
50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中，电压U2＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω。

已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。

[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（1）请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理。

（2）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。

（3）求工作电路在保温状态下的电功率。

（4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s 后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。

5、科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温箱温控电路，它包括控制电路和受控电路两部分，用于获得高于室温、且温度在一定范围内变化的“恒温”。

其中控制电路电源电压36V U =，R 为可变电阻， R 1为热敏电阻（置于恒温箱内），热敏电阻阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻50ΩR =0，已知当控制电路的电流达到0.04A 时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.036A 时，衔铁会被释放。

加热器的规格是“220V 1000W”，恒温箱内部空间大小是32m ，空气的
密度31.30kg/m ρ=空，空气的比热容 3110J/(kg )c =⨯⋅空℃。

（1）如图甲所示状态，通过加热器的电流多大？
（2）加热器产生的热量有80%转化为恒温箱内空气的内能，若使恒温箱内空气温度从25℃升高到65℃，加热器需正常工作多长时间？
（3）若要使恒温箱内可获得上限为100℃的“恒温”时，可变电阻R应调节为多大？
（4）如果需要将恒温箱内的下限温度设为50℃的“恒温”，则应将可变电阻R调节为多大？这时“恒温”的上限温度是多少？
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、在“探究通电螺线管外部磁场特点”的实验中，请完成如下的填空：
（1）通电螺线管两端的小磁针的偏转情况如图甲所示，其他条件不变，只改变螺线管中的电流方向，通电螺线管两端的小磁针的偏转情况如图乙所示。

由以上实验可知：通电螺线管磁极方向与螺线管中的______有关；
（2）通电螺线管周围的铁屑分布如图所示，观察铁屑的排列情况可知通电螺线管外部磁场跟______磁体的磁场相似。

2、小明把表面涂有绝缘层的导线绕在一根大铁钉上，把导线和其他元件连接成如图所示的电路，用来探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关。

小明把开关闭合后，发现电流表有示数，但电磁铁不能吸起大头针。

(1)电磁铁不能吸起大头针的可能原因是_______。

(2)写出验证你的猜想是否正确的方法：______。

3、在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中：
（1）小明将小磁针放在螺线管周围不同的位置如图（a）所示，放小磁针的目的是___________，闭合开关后观察到如图（b）所示的现象，说明通电螺线管周围存在___________；
（2）如图（c）所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与________的磁场相似；
（3）通电螺线管周围的磁场方向和电流方向有关，你怎样验证，方法是___________；
（4）小明猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。

为此他又设计了如图（d）所示的实验。

实验中，他将开关S从l换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的大头针数目，此时调节滑动变阻器是为了___________，来研究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。

-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出，回到S极，所以利用磁感线的方向，可以确定螺线管的左端为S极，右端为N极；根据螺线管的右端为N极结合图示的线圈绕向，利用安培定则可以确定电流从螺线管的右端流入左端流出。

所以电源的B端为正极，A端为负极；故A正确，BCD错误。

故选A。

2、B
【详解】
A．由上图知，踏板与电磁铁是串联的，故A错误；
B．踩下踏板时，左边的控制电路接通，电磁铁有磁性，将衔铁吸下，动触点与b接触，绿灯连入工作电路中，而红灯所在电路断路，故踩下踏板时绿灯亮、红灯灭，故B正确；
C．松开踏板时，控制电路断路，电磁铁失去磁性，在弹簧弹力的作用，动触点与a接触，与b分离，故C错误；
D．增大R的阻值，由欧姆定律可知电路的电流变小，电磁铁的磁性变小，减小了电磁铁对衔铁的吸引力，故D错误。

故选B。

3、C
【详解】
A．列车悬浮行驶，是因为列车底部与下方轨道间的磁极有相互作用力，而这个作用力与列车的重力相等时，便可悬浮了，故A正确，不符合题意；
B．磁悬浮列车是利用电流的磁效应工作的，而利用超导材料作为电磁铁的线圈，可避免电流的热效应，可减少电能的不必要的损耗，故B正确，不符合题意；
C．列车处于悬浮状态，是因为在竖直方向所受的重力和磁力是平衡力，但水平方向上受力不一定平衡，则列车不一定做匀速直线运动，故C错误，符合题意；
D．列车行驶时，悬浮在空中，与轨道不接触，所以与轨道间无阻力，且可无震动、平稳的行驶，故D正确，不符合题意。

4、C
【详解】
由条形磁铁的磁感线分布可知，条形磁铁的磁感线在外部从N极出发回到S极，小磁针的N极的指向为该处磁感线的方向，故可知ABD不符合题意，C符合题意。

故选C。

5、C
【详解】
A．凹透镜对光有发散作用，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，不会会聚焦点，故A错误；
B．图中法线垂直镜面，反射角等于入射角，反射光线和入射光线分居法线的两侧，但光线的传播方向标错了，都是入射光线了，没有反射光线，故B错误；
C．电流从螺线管的右端流入、左端流出，结合线圈的绕向，利用安培定则可以确定通电螺线管的左端为N极，右端为S极，在磁体的周围磁感线从磁体的N极出发回到S极，所以磁感线的方向是向右的，根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针左端为S极，右端为N极，故C正确；
D．物体静止在斜面上，受到竖直向下的重力、垂直于斜面指向物体的支持力、沿斜面向上的摩擦力，图中摩擦力方向错误，故D错误。

故选C。

6、C
【详解】
AB．图中电流从螺线管的左侧流入、右侧流出，由安培定则可知，通电螺线管的右端是N极，因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，则小磁针静止时其左端为S极，故A、B错误；
C．将电源正负极对调后，螺线管中的电流方向改变，螺线管的磁极发生改变，所以螺线管南北极也对调，故C正确；
D．在螺线管所在电路中串联一个电阻，总电阻增大，电路的电流变小，则通电螺线管的磁性减弱，故D错误。

7、C
【详解】
A．磁体能够吸引铁钴镍，但不能吸引铝，故A错误；
B．磁感线是人们为了描述磁体周围空间磁场的情况，假想出来的一些闭合曲线，并不是真实存在的，故B错误；
C．奥斯特实验说明电流的周围存在着磁场，故C正确；
D．电磁铁磁性的强弱既与电流的大小有关，还与线圈匝数有关，故D错误。

故选C。

8、D
【详解】
利用内能对外做功，就是将内能转化为机械能；
A．共享单车工作时，消耗蓄电池的电能为单车提供动力，因此将电能转化为机械能，故A不符合题意；
B．电暖器工作时将消耗电能转化为内能，故B不符合题意；
C．电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，利用电能对外做功，故C不符合题意；
D．火箭发动机工作时，利用高温高压的燃气推动火箭升空，将燃料的内能转化为火箭的机械能，故D符合题意。

故选D。

9、D
【详解】
A．磁感线是为研究磁场的性质而引入的一种理想化的物理模型，不是真实存在的，故A 错误；
B．只有铁磁性物质在磁场中才能被磁化，故B错误；
C．磁极间的相互作用是通过磁场发生的，故C错误；
D．磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针在磁场中受力而偏转感知它的存在，故D正确。

故选D。

10、C
【详解】
光线是不存在的，所以我们研究光的传播时，引入光线，是利用的模型法
A．制作滑动变阻器时，发现导线太长，采取缠绕的方式，可以缩短导线所占的距离空间，采用的是缺点列举法，故A不合题意；
B．研究串联电路的电阻时，引入“总电阻”的概念，采用的是等效替代法，故B不合题意；
C．用磁感线来描述磁场，采用的是模型法，故C符合题意；
D．通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法，故D不合题意。

故选C。

二、填空题
1、音箱悬浮的原因音箱是一个磁体，底座中有螺线管
【详解】
[1]音箱悬浮的原因。

[2]底座通电后上面的音箱就会悬浮起来，对音箱进行受力分析可知，此时音箱受到竖直向下的重力和一个竖直向上的力，且二力为一对平衡力，这样音箱才能悬浮起来。

向上的力是怎么产生的？据此，我们猜想，音箱是一个磁体，底座中有螺线管，当底座通电时，根据电流的磁效应，螺线管产生较强的磁场，对放入其磁场的磁体音箱产生竖直向上的作用力，这个力和音箱的重力是一对平衡力，产生音箱悬浮的效果。

2、电荷定向移动形成电流、电流的周围存在磁场、电生磁、小磁针受磁场的作用、小磁针受到磁力的作用、电与磁之间有联系等有
【详解】
[1]高速旋转时，橡胶盘中的电荷形成了定向移动，即在橡胶盘中形成了电流，而电流周围存在磁场，于是小磁针转动起来。

[2]小磁针受到电荷形成电流的周围磁场的力的作用开始旋转，因为力的作用是相互的，所以，小磁针对电荷也有力的作用。

3、奥斯特南北磁场存在电磁铁
【详解】
[1]如图所示的实验最早是奥斯特发现的，当导线中通过电流时，它下方的磁针发生了偏转，证实了电流周围存在着磁场。

[2]导线应该与磁针平行，而磁针静止时指的是南北方向，为避免地磁场对实验的影响，故导线也应该是南北方向。

[3]实验结论是通电导线周围存在磁场，让磁针发生偏转。

[4]不论有没有小磁针，通电导线周围都存在磁场。

[5]有电流时有磁性，没有电流时就失去了磁性，我们把这种磁体称为电磁铁，故利用此实验的结论可以制造出了电磁铁。

4、磁场电流奥斯特
【详解】
略
5、有了2L
【详解】
[1][2]由图可知，当水位到达A位置时，电磁铁所在电路闭合，电磁铁有了磁性，衔铁被吸下，则L2被接入电路中，L2发光，发出报警信号。

三、计算题
1、 (1)详见解析；(2)0.02W；(3)60~120 ；(4)198V。

【分析】
【详解】
(1)衔铁未吸合时，加热器电阻丝工作，恒温箱温度升高，热敏电阻R 阻值减小；当线圈电流达到0.02A 时，衔铁被吸合，加热停止；(2)恒温箱实现100℃恒温控制时，热敏电阻两端电压：
()006V 0.02A (150Ω100Ω)1V R U U U U U I R R ''=--=-+=-⨯+=， 热敏电阻消耗的功率：
1V 0.02A 0.02W R R P U I ==⨯=；
(3)根据题意可知，控制电路电源电压恒为6V ，当电路中的电流达到0.02A 时，衔铁被吸合，故无论怎样设定温度，电路中的总电阻都不变，100℃的恒温控制时
50R =Ω
电路中的总电阻
0150Ω50Ω100Ω300ΩR R R R '=++=++=总，
当恒温箱设置50℃时，由图丙可知
90ΩR =
变阻器接入电路中的电阻
0'300Ω150Ω90Ω60ΩR R R R =--=--=总，
当恒温箱设置150℃时，由图丙可知
30ΩR =，
变阻器接入电路中的电阻
0'300Ω150Ω30Ω120ΩR R R R =--=--=总，
要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，可变电阻R '的阻值调节范围应该在60~120Ω；
(4)加热器的电阻：
2
2(220V)96.8Ω500W U R P =
==额额， 由2U P R =实实得
2405W 96.8ΩU P R ==⨯实
实， 198V U =实。

【点睛】
多以生活中的电热型家用电器为背景命题，涉及多挡位原理图、铭牌参数、图像等.考查的知识点有电功率、电能、电流、电阻、热量等相关计算，会涉及简答小问，涉及的公式有P UI =、W Pt =、
U R l =、Q cm Δt =、Q W
η=等。

2、（1）通电导体在磁场中受到力的作用；
（2）2.376×107J ；1.62×106J ；
（3）线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能，消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的
热，使电动机的温度升高，从而产生焦糊的味道．
【详解】
（1）电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用；
（2）电动机消耗的电能W=Pt=6.6kW×1h=6.6kW•h=6.6×3.6×106J=2.376×107J ，
根据P=UI 可知电动机正常工作时的电流：36.61030220P W I A U V
⨯===， 线圈产生的热量Q=I 2Rt=（30A ）2×0.5Ω×3600s=1.62×106J ；
（3）线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能，消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，温度迅速升高，使电动机的温度升高，从而产生焦糊的味道．
【点睛】
解决本题的关键知道电动机是非纯电阻电路，线圈产生的热量小于电动机正常工作时消耗的总电能．
3、 (1)随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中的电流增大，当电流达到15 mA 时，衔铁被吸合，右边的空调电路开始工作，当温度下降时，控制电路总电阻增大，电流减小，减小到一定值，空调电路断开，这样就实现了自动控制。

(2) 25 ℃。

(3) 30 Ω。

【解析】（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15 mA 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： 6400Ω0.015U V R I A
===总，此时热敏电阻的阻值： 0400Ω10Ω390ΩR R R =-=-=热总，对照表格数据可知，此时的启动温度是25 ℃。

（3）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： ’0400Ω360Ω10Ω30ΩR R R R R ==---'=-=热总热
4、（1）见详解；（2）0.02A ；（3）55W ；（4）84%
【详解】
解：（1）如图乙所示，温度升高时，电阻R 的阻值增大，所以当温度比较低时，电阻R 的阻值较小，控制电路中的电流较大，电磁铁把衔铁吸下来，工作电路中只有电阻R 2接入；当温度较高时，电阻R
的阻值较答，控制电路中的电流较小，复位弹簧把衔铁拉上去，工作电路中电阻R 1和R 2串联接入，根据2
U P R
=可知，电压一定时，电路中的电阻越小，加热功率越大，故动触点与静触点a 接触时，为保温电路，动触点与静触点b 接触时，为加热电路。

（2）如图乙所示，温度为80℃时，电阻R 的阻值为100Ω，则此时通过电磁铁线圈的电流为
11013V ==0.02A 50Ω+100Ω
U I R R =+热敏 （3）动触点与静触点a 接触时，为保温电路，工作电路中电阻R 1和R 2串联接入，保温状态下的电功率为
22
212(220V)=55W 836Ω+44Ω
U P R R ==+ （4）由题意知，水温达到80℃时衔铁会跳起，则水吸收的热量为
35= 4.210J/(kg )2kg (80-25)=4.6210J Q cm t ∆=⨯⋅⨯⨯⨯吸℃℃℃
动触点与静触点b 接触时，为保温电路，工作电路中只有电阻R 2接入，加热状态下消耗的电能为
22
522(220V)500s 5.510J 44Ω
U W Pt t R ===⨯=⨯ 此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率为
554.6210J 100%100%=84%5.510J
Q W η⨯=⨯=⨯⨯吸 答：（1）电磁继电器的工作原理：见详解；
（2）衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流为0.02A ；
（3）工作电路在保温状态下的电功率为55W ；
（4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s 后衔铁跳起，此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率为84%。

5、 (1)4.55A (2)130s (3)450Ω (4) 150Ω，57.1℃
【详解】
(1)根据P ＝UI 可得，通过加热器的电流
1000W 4.55A 220V P I U =
=≈ (2)由m V ρ=
得，空气质量 m ＝ρV ＝1.30kg/m 3×2m 3＝2.6kg
空气吸收的热量
()()()350110J /kg 2.6kg 6525 1.0410J Q c m t t =-=⨯⋅⨯⨯-=⨯空℃℃℃
加热器消耗的电能
551.0410J 1.310J 80%Q
W η⨯===⨯ 由W ＝Pt 得，加热时间
51.310J 130s 1000W
t P W ⨯=== (3)由图知t 1＝100℃，R t1＝400Ω，此时通过线圈电流I 1＝0.04A ，根据欧姆定律可得，控制电路的总电阻
136V 900Ω0.04A
U R I ===总控 可变电阻R 的阻值
R ＝R 总﹣R t1﹣R 0＝900Ω﹣400Ω﹣50Ω＝450Ω
(4)当温度下限t 2＝50℃时，R t2＝800Ω，通过线圈电流I 2＝0.036A ，根据欧姆定律可得，此时控制电路的总电阻
236V 1000Ω0.036A
U R I '===控总 此时可变电阻R 的阻值
t201000Ω800Ω50Ω150ΩR R R R ''=--=--=总
由题意可知，温度升高到上限时，控制电路的电流达到0.04A ，则控制电路的总电阻仍然为R 总＝900Ω，设此时温度升高到上限时，热敏电阻值为R t3，则此时热敏电阻的阻值
t30900Ω150Ω50Ω700ΩR R R R '=--=--=总
由图象可知热敏电阻的阻值和温度成反比，这时“恒温”的上限温度约为
3100400Ω57.1700Ω
t ⨯=≈℃℃ 答：(1)通过加热器的电流4.55A ；
(2)加热器需正常工作130s ；
(3)可变电阻R 调节到450Ω；
(4)应将可变电阻R 调节为150Ω；这时“恒温”的上限温度约是57.1℃。

四、实验探究
1、电流的方向 条形
【详解】
（1）[1]其他条件不变，只改变螺线管中的电流方向，通电螺线管两端的小磁针的偏转方向发生了偏转，通电螺线管磁极方向发生了变化，故通电螺线管磁极方向与螺线管中的电流的方向有关。

（2）[2]如图所示，该磁感线的分布情况与条形磁铁的相似，都是两极磁感线比较密集，中间的磁感线比较稀疏。

2、导线中的电流过小 见解析
【详解】
(1)[1]闭合开关后，电路中有电流通过，通电螺线管有磁场，但电磁铁不能吸起大头针，可能原因是导线中的电流过小，造成磁场过弱，磁场力小于大头针的重力。

(2)[2]断开开关，向左移动滑动变阻器的滑片以增大电路中的电流，闭合开关后将电磁铁靠近铁钉，观察电磁铁能否将铁钉吸起。

3、便于观察磁场方向磁场条形磁体把连接电池正负极的导线对调控制两次实验的电流大小不变。

【详解】
（1）[1]由于磁场看不见摸不着，在螺线管周围放上小磁针就是为了通过小磁针观察通电螺线管周围的磁场方向，这是转换法思想。

[2]闭合开关后，小磁针发生了偏转，而且在不同的位置小磁针的N、S极偏转方向不同，说明通电螺线管周围存在磁场，且不同位置磁场方向不同。

（2）[3]由图（c）可知，通电螺线管周围铁屑的分布和条形磁体周围铁屑的分布相似，由此可知，通电螺线管周围的磁场和条形磁体周围磁场相似。

（3）[4]对调电池的正负极，发现小磁针的N、S极偏转方向也发生了变化，由此说明通电螺线管周围的磁场方向和电流方向有关。

（4）[5] 通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关，他将开关S从l换到2上时，就改变了接入电路的线圈匝数，说明要探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系，此时调节滑动变阻器是为了保持电路中的电流大小不变，这里运用的了控制变量法。