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12.在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制作了简易电磁铁甲、乙，并设计了图8所示的电路。
(1)当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电磁铁甲或乙吸引大头针的个数
(2)根据图示的情境可知，
(3)根据安培定则，可判断出乙铁钉的下端是电磁铁的
(4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是
(1)当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电磁铁甲或乙吸引大头针的个数
增加
（选填“增加”或“减少”），说明线圈匝数一定时，电流越大
（选填“大”或“小”），电磁铁的磁性越强。(2)根据图示的情境可知，
甲
（选填“甲”或“乙”）的磁性更强，说明电流一定时，线圈匝数越多
，电磁铁的磁性越强。(3)根据安培定则，可判断出乙铁钉的下端是电磁铁的
S
极。(4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是
大头针被磁化,其下端为同名磁极,互相排斥
。答案
(1)增加；大
(2)甲；线圈匝数越多
(3)S
(4)大头针被磁化,其下端为同名磁极,互相排斥
(2)甲；线圈匝数越多
(3)S
(4)大头针被磁化,其下端为同名磁极,互相排斥
解析
【分析】
要解决本题，需结合电磁铁磁性强弱的影响因素、安培定则、磁化的相关知识分析：首先，滑动变阻器滑片移动会改变电路电流，电磁铁磁性强弱通过吸引大头针的数量体现；其次，串联电路中电流处处相等，对比甲、乙吸引大头针的数量可得出线圈匝数对磁性的影响；最后，利用安培定则判断电磁铁磁极，大头针被磁化后同名磁极相斥会导致下端分散。
【解析】
(1) 滑动变阻器滑片P向左移动时，接入电路的电阻减小，电路中电流变大。电磁铁磁性强弱与电流大小有关，在线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强，因此吸引大头针的个数增加。
(2) 由图可知，电磁铁甲吸引的大头针数量更多，说明甲的磁性更强；甲、乙串联，通过的电流相同，甲的线圈匝数比乙多，因此电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
(3) 根据安培定则：右手握住乙电磁铁，四指指向电流的环绕方向，大拇指指向电磁铁的N极，可判断乙铁钉的下端是S极。
(4) 大头针靠近电磁铁时会被磁化，大头针的下端与上端为同名磁极，同名磁极相互排斥，因此大头针下端分散。
【答案】
(1)增加；大
(2)甲；线圈匝数越多
(3)S
(4)大头针被磁化，其下端为同名磁极，互相排斥
【知识点】
电磁铁磁性强弱的影响因素、安培定则、磁化
【点评】
本题是探究电磁铁磁性强弱的基础实验题，考查了电磁铁磁性的影响因素、磁极判断、磁化的相关知识，注重对实验原理和现象的理解，难度适中。
【难度系数】
0.7
要解决本题，需结合电磁铁磁性强弱的影响因素、安培定则、磁化的相关知识分析：首先，滑动变阻器滑片移动会改变电路电流，电磁铁磁性强弱通过吸引大头针的数量体现；其次，串联电路中电流处处相等，对比甲、乙吸引大头针的数量可得出线圈匝数对磁性的影响；最后，利用安培定则判断电磁铁磁极，大头针被磁化后同名磁极相斥会导致下端分散。
【解析】
(1) 滑动变阻器滑片P向左移动时，接入电路的电阻减小，电路中电流变大。电磁铁磁性强弱与电流大小有关，在线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强，因此吸引大头针的个数增加。
(2) 由图可知，电磁铁甲吸引的大头针数量更多，说明甲的磁性更强；甲、乙串联，通过的电流相同，甲的线圈匝数比乙多，因此电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
(3) 根据安培定则：右手握住乙电磁铁，四指指向电流的环绕方向，大拇指指向电磁铁的N极，可判断乙铁钉的下端是S极。
(4) 大头针靠近电磁铁时会被磁化，大头针的下端与上端为同名磁极，同名磁极相互排斥，因此大头针下端分散。
【答案】
(1)增加；大
(2)甲；线圈匝数越多
(3)S
(4)大头针被磁化，其下端为同名磁极，互相排斥
【知识点】
电磁铁磁性强弱的影响因素、安培定则、磁化
【点评】
本题是探究电磁铁磁性强弱的基础实验题，考查了电磁铁磁性的影响因素、磁极判断、磁化的相关知识，注重对实验原理和现象的理解，难度适中。
【难度系数】
0.7
13. 提升题 小明设计了一个温控电加热装置，其原理如图9所示，电压$U_1=6\ \mathrm{V}$，$R_t$为热敏电阻，其阻值随加热环境温度的升高而增大。电磁铁线圈电阻不计。当导线中的电流大于或等于10 mA时，衔铁被吸下与触点A接触；当电流小于10 mA时，衔铁被松开与触点B接触。已知$U_2=220\ \mathrm{V}$，$R_1=48.4\ \Omega$。
(1)当环境温度较低时，为了使电加热装置开始加热，衔铁应该与触点
(2)衔铁刚被吸下时，求$R_t$的阻值。
(3)求电加热装置处于加热挡时的电功率。
(1)当环境温度较低时，为了使电加热装置开始加热，衔铁应该与触点
A
（选填“A”或“B”）接触。此时电磁铁的磁性强
（选填“强”或“弱”）。(2)衔铁刚被吸下时，求$R_t$的阻值。
(3)求电加热装置处于加热挡时的电功率。
答案
(1)A；强
(2)解：根据$I=\frac{U}{R}$可知，衔铁刚被吸下时，$R_t=\frac{U_1}{I}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10×10^{-3}\ \mathrm{A}}=600\ \Omega$。
(3)解：当环境温度降低时，热敏电阻的阻值减小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下与A接触，只有电阻$R_1$被接入电路，电加热装置处于加热状态，其加热功率
$P_{加热}=\frac{U_2^2}{R_1}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{48.4\ \Omega}=1000\ \mathrm{W}$。
(2)解：根据$I=\frac{U}{R}$可知，衔铁刚被吸下时，$R_t=\frac{U_1}{I}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10×10^{-3}\ \mathrm{A}}=600\ \Omega$。
(3)解：当环境温度降低时，热敏电阻的阻值减小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下与A接触，只有电阻$R_1$被接入电路，电加热装置处于加热状态，其加热功率
$P_{加热}=\frac{U_2^2}{R_1}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{48.4\ \Omega}=1000\ \mathrm{W}$。
解析
【分析】
首先明确温控装置的工作原理：热敏电阻$R_t$的阻值随温度升高而增大，控制电路（电源$U_1$、$R_t$、电磁铁线圈）的电流决定电磁铁磁性强弱，电流≥10mA时衔铁与触点A接触，电流＜10mA时与触点B接触。解题时需结合热敏电阻特性分析温度变化对控制电路电流的影响，再根据触点切换确定工作电路的连接方式，最后运用欧姆定律和电功率公式计算。
【解析】
(1) 环境温度较低时，热敏电阻$R_t$阻值较小，控制电路电流较大，电磁铁磁性较强，衔铁被吸下与触点A接触，此时工作电路只有$R_1$接入，电加热装置开始加热。故答案为A、强。
(2) 衔铁刚被吸下时，控制电路电流$I=10\ \mathrm{mA}=0.01\ \mathrm{A}$，控制电路总电阻$R_{\mathrm{总}}=\frac{U_1}{I}$，因电磁铁线圈电阻不计，故$R_t=R_{\mathrm{总}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.01\ \mathrm{A}}=600\ \Omega$。
(3) 加热挡时，工作电路只有$R_1$接入，根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$，加热功率$P_{\mathrm{加热}}=\frac{U_2^2}{R_1}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{48.4\ \Omega}=1000\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1) A；强
(2) $600\ \Omega$
(3) $1000\ \mathrm{W}$
【知识点】
电磁继电器、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合温控场景，考查电磁继电器的工作原理、欧姆定律及电功率的计算，需理解热敏电阻特性与电路切换的关系，是电学知识在实际生活中的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先明确温控装置的工作原理：热敏电阻$R_t$的阻值随温度升高而增大，控制电路（电源$U_1$、$R_t$、电磁铁线圈）的电流决定电磁铁磁性强弱，电流≥10mA时衔铁与触点A接触，电流＜10mA时与触点B接触。解题时需结合热敏电阻特性分析温度变化对控制电路电流的影响，再根据触点切换确定工作电路的连接方式，最后运用欧姆定律和电功率公式计算。
【解析】
(1) 环境温度较低时，热敏电阻$R_t$阻值较小，控制电路电流较大，电磁铁磁性较强，衔铁被吸下与触点A接触，此时工作电路只有$R_1$接入，电加热装置开始加热。故答案为A、强。
(2) 衔铁刚被吸下时，控制电路电流$I=10\ \mathrm{mA}=0.01\ \mathrm{A}$，控制电路总电阻$R_{\mathrm{总}}=\frac{U_1}{I}$，因电磁铁线圈电阻不计，故$R_t=R_{\mathrm{总}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.01\ \mathrm{A}}=600\ \Omega$。
(3) 加热挡时，工作电路只有$R_1$接入，根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$，加热功率$P_{\mathrm{加热}}=\frac{U_2^2}{R_1}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{48.4\ \Omega}=1000\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1) A；强
(2) $600\ \Omega$
(3) $1000\ \mathrm{W}$
【知识点】
电磁继电器、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合温控场景，考查电磁继电器的工作原理、欧姆定律及电功率的计算，需理解热敏电阻特性与电路切换的关系，是电学知识在实际生活中的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
