18．在探究通电螺线管外部磁场的实验中，采用了图1所示的实验装置，
（1）当闭合开关S后，小磁针N极向 右 发生偏转（填“左”或“右”），这里通电螺丝管与小磁针之间是通过 磁场 发生力的作用．
（2）用铁屑来做实验，得到了如图2所示的情形，它与 条形 磁铁的磁场分布相似． （3）为了研究通电螺线管的磁极性质，老师与同学们一起对螺线管可能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它的 电流方向 有关，且这个关系可以用 安培定则 判断．
【考点】通电螺线管的磁场． 【分析】（1）利用安培定则可判断通电螺丝管的极性，根据磁极间的相互作用的规律判断小磁针是否会发生偏转；
（2）通电螺丝管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似；磁感线是假想的曲线，客观上不存在．
（3）通电螺线管的磁极极性与电流方向和绕线方向有关，可以用安培定则来判断他们之间的关系． 【解答】解：
（1）由图1，电源左端为正极，右端为负极，根据安培定则可以判断通电螺丝管右端为N极，左端为S极．根据异名磁极相吸引，由图可知小磁针会发生逆时针偏转，即小磁针N极向右偏转；通电螺线管和小磁针之间的作用是通过磁场发生的． （2）由图2可知：通电螺丝管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似；
（3）四个图中的螺线管电路中甲和乙的绕线方式相同，电流方向不同，根据小磁针的指向情况知：甲的右端为S极，乙的右端为N极；
同理丙丁也是如此，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；这个关系可以用安培定则来判断． 故答案为：（1）右；磁场；（2）条形；（3）电流方向；安培定则．
19．如图甲所示，电源电压保持不变，R1=20Ω，当闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，两电表示数变化关系用图乙线段AB表示，求： （1）电源电压；
（2）滑片P滑到ab中点时电流表的示数．
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【考点】欧姆定律的应用． 【分析】（1）分析清楚电路结构，由图示U﹣I图象求出电流，然后应用欧姆定律求出电源电压．
（2）由U﹣I图象求出电流对应的电压，然后应用串联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，然后应用串联电路特点与欧姆定律求出电流表示数． 【解答】解：
（1）由图示电路图可知，当滑片在b端时只有R1接入电路，此时电路电流最大， 由U﹣I图象可知，电路最大电流为0.6A， 由I=可知，电源电压：
U=U1=IR1=0.6A×20Ω=12V；
（2）由图示电路图可知，滑片在a端时，滑动变阻器阻值全部接入电路，此时R1与R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流，
由U﹣I图象可知，此时电路电流I=0.2A，滑动变阻器两端电压U滑=4V， 由I=可知，滑动变阻器最大阻值：R2=滑片在ab中点时电路电流： I″=
=
=0.4A，
=
=20Ω，
答：（1）电源电压是12V．
（2）滑片P滑到ab中点时电流表的示数是0.4A．
20．如图甲所示是一种家用调温式电熨斗，工作过程中电源电压恒为220V，电熨斗金属底板质量为500g，图乙是它的工作电路，发热部分由调温电阻R和定值电阻R0组成（电阻值均不受温度影响），调温电阻R最大阻值为110Ω，预热时电熨斗以最大功率正常工作100s可使金属底板的温度从20℃升高到220℃[金属底板的比热容为0.44×103J/（kg?℃），假设电熨斗发热体放出的热量全部被金属底板吸收]，则： （1）预热时金属底板吸收的热量是多少？ （2）电熨斗的最大功率是多少？ （3）定值电阻R0的阻值是多大？
（4）电熨斗调温过程中，电路中的最小电流是多少？
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【考点】热量的计算；欧姆定律的应用；电功率的计算． 【分析】（1）由吸热公式Q=cm△t可以求出金属板吸收的热量．
（2）由于电熨斗发热体放出的热量全部被金属底板吸收，由功率公式求出电熨斗的功率． （3）当调温电阻接入电路中的电阻为0Ω时，电路中的总电阻最小，由P=
可知电熨斗
的功率最大，据此求出定值电阻R0的阻值；
（4）当调温电阻接入电路中的电阻最大时，电路中的总电阻最大，电熨斗的功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流．
【解答】解：（1）金属板吸收的热量Q=cm△t=0.44×103J/（kg?℃）×0.5kg×=4.4×104J； （2）由于W=Q=4.4×104J； 则电熨斗的最大功率P最大==
=440W；
（3）当调温电阻接入电路中的电阻为0Ω时，只有定值电阻R0连入电路，电熨斗的功率最大， 由P=
可得，定值电阻R0的阻值： =
=110Ω；
R0=
（4）当调温电阻接入电路中的电阻R=110Ω时，电熨斗的功率最小， 由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知： 总阻值R总=R+R0=110Ω+110Ω=220Ω， 所以，电路中的电流： I最小=
=
=1A．
答：（1）预热时金属底板吸收的热量是4.4×104J； （2）电熨斗的最大功率是440W； （3）定值电阻R0的阻值是110Ω；
（4）电熨斗调温过程中，电路中的最小电流是1A．
21．2015年月，“蛟龙”号深潜器在印度洋下潜，游弋于海底高温热液区，为避免过高温度的热液对器材造成损坏，技术人员按照两种方法设计“高温自动报警电路”，电路图如图1所示，其中：
器材：恒为12V的蓄电池，开关S，定值电阻R0，热敏电阻Rx（电阻随温度的变化关系如图2所示），电压表，电磁继电器（线圈电阻不计，线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），额定电压均为220V的红灯和绿灯．
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功能：闭合开关S，水温越高，电压表示数越大．水温低于500℃时，绿灯正常发光；水温高于500℃时，红灯正常发光．则
（1）定值电阻R0的阻值为多少？
（2）电压表示数为3.6V时，热液温度为多少？ 【考点】欧姆定律的应用．
【分析】由图1知，控制电路部分R0与Rx串联，电压表测Rx两端电压，利用欧姆定律结合图象对定值电阻和阻值和热液温度进行计算． 【解答】解：
（1）由电路图可知，R0与Rx串联，电压表测Rx两端电压，
由题知水温低于500℃时，绿灯正常发光；水温高于500℃时，红灯正常发光． 读图可知，当温度为500℃时，Rx的阻值为25Ω， 由欧姆定律可得此时电路的总电阻为：R总==
=60Ω，
由串联电路电阻特点可得定值电阻的阻值为：R0=R总﹣Rx=60Ω﹣25Ω=35Ω； （2）当电压表示数为3.6V时，定值电阻两端的电压： U0=12V﹣3.6V=8.4V， 电路中的电流： I′=
=
=0.24A，
则热敏电阻的阻值为： Rx′=
=
=15Ω，
读图象可知，此时热液的温度为320℃． 答：（1）定值电阻R0的阻值为35Ω；
（2）电压表示数为3.6V时，热液温度为320℃．
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2016年9月29日
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