16. 如图所示，A是螺线管内的铁芯，B是悬挂在弹簧下的铁块，S是转换开关，要使弹簧的长度变短，可以采取的方法有(至少写出两种方法)：
(1)。
(2)。

借助转换开关减少螺线管接入电路的匝数
用滑动变阻器减小通过螺线管的电流

【分析】
要使弹簧长度变短，需减小螺线管对铁块B的吸引力（铁块重力不变，吸引力减小则弹簧受到的向下拉力减小，长度变短）。螺线管的磁性强弱与线圈匝数、电流大小有关，因此可从减少线圈匝数或减小电路电流的角度分析方法。
【解析】
(1) 利用转换开关S，将其切换到匝数更少的接线柱（如从1换到2或3），此时螺线管接入电路的线圈匝数减少，磁性减弱，对铁块的吸引力减小，弹簧长度变短。
(2) 移动滑动变阻器的滑片P，增大滑动变阻器接入电路的电阻，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电源电压不变时，电路电流减小，螺线管磁性减弱，对铁块的吸引力减小，弹簧长度变短。
【答案】
(1) 将开关S接至匝数较少的接线柱（减少螺线管接入电路的匝数）
(2) 向右移动滑动变阻器滑片，减小通过螺线管的电流（或用滑动变阻器减小通过螺线管的电流）
【知识点】
电磁铁磁性强弱的影响因素；欧姆定律的应用
【点评】
本题通过弹簧长度变化的现象，考查电磁铁磁性强弱的影响因素，需要将磁性强弱的变化与弹簧受力变化建立联系，明确各因素对电磁铁磁性的作用是解题关键。
【难度系数】
0.6

17. 阅读短文，回答问题。
　　　　　　新型发热材料——PTC
　　PTC是一种半导体陶瓷材料，它是以钛酸钡为主要成分，掺入多种物质后加工而成。目前，家用的陶瓷暖风器、陶瓷电水壶等电热元件常使用PTC材料制造。
　　PTC材料中，通常存在一个特定的温度(转变温度)，低于这个温度时，其电阻较小，是良导体；高于这个温度时，电阻则随温度的升高而急剧变大，成为绝缘体。因而，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能。
(1)家用固体电热灭蚊器就使用了PTC陶瓷电热元件，图(a)为其电阻随温度变化的图
像。由图可知，该PTC材料的转变温度为$° C$。
(2)家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165$° C$左右。当它的温度高于165$° C$
时，电阻，功率，温度(以上均填变化情况)；反之，也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节的功能。
(3)某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”：将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的转变温度时，指示灯熄灭，警铃响。请帮他将图(b)所示的电路连接完整。
(4)该“过热自动报警电路”的设计或在使用过程中有何不足？(指出一点即可)

100
变大
变小
降低

控制电路的电池长时间工作，电流减小，磁性减弱，可能造成误动作（或控制电路始终耗电）

【分析】
这道题结合PTC电阻的特性，综合考查电磁继电器应用、电功率计算等知识，需分四个小问题逐个分析：
1. 问题(1)：根据题目中转变温度的定义——低于该温度电阻小，高于该温度电阻急剧变大，结合图(a)的电阻-温度图像，找到电阻由减小转为急剧增大的温度转折点，即可确定转变温度。
2. 问题(2)：先通过图(a)判断温度高于165℃时PTC电阻的变化趋势；再利用电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$（家庭电路电压不变），分析电阻变化对功率的影响；最后根据功率与发热的关系，判断温度的变化。
3. 问题(3)：结合电磁继电器的工作原理设计电路：正常温度时，PTC电阻小，控制电路电流大，电磁铁磁性强，衔铁被吸下，指示灯亮；过热时，PTC电阻大，控制电路电流小，电磁铁磁性弱，衔铁弹回，警铃响、指示灯熄灭。据此连接工作电路，形成两个独立的工作回路。
4. 问题(4)：从电路的可靠性、能耗角度分析不足，比如控制电路持续耗电、电池电压降低易误动作等。
【解析】
(1) 根据题目中转变温度的定义，结合图(a)可知，100℃是PTC电阻由减小转为急剧增大的转折点，因此该PTC材料的转变温度为$100℃$。
(2) 由图(a)可知，温度高于100℃时，电阻随温度升高而变大，因此温度高于165℃时，PTC电阻变大；
家庭电路电源电压$U$恒定，根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$，电阻$R$变大时，功率$P$变小；
功率变小，单位时间内产生的热量减少，因此温度降低。
(3) 电路连接：
工作电路：将电源的一端接电磁继电器的动触点，电源另一端分别连接指示灯的一端和警铃的一端；指示灯的另一端接电磁继电器的下静触点，警铃的另一端接电磁继电器的上静触点。（温度正常时，电磁铁磁性强，衔铁被吸下，动触点与下静触点接触，指示灯亮；过热时，电磁铁磁性弱，衔铁弹回，动触点与上静触点接触，警铃响、指示灯熄灭）
(4) 电路的不足：
控制电路的电池长时间工作后，电流减小，电磁铁磁性减弱，可能导致误动作；或控制电路始终通电，持续消耗电能，造成浪费。
【答案】
(1) $\boldsymbol{100}$
(2) 变大；变小；降低
(3) 工作电路连接：电源→动触点，指示灯→下静触点→电源，警铃→上静触点→电源（连接示意图如参考答案所示）
(4) 控制电路的电池长时间工作，电流减小，磁性减弱，可能造成误动作（或控制电路始终耗电，浪费电能）
【知识点】
1. 电磁继电器的应用
2. 电功率与电阻的关系
3. 电阻的温度特性
【点评】
本题结合新型PTC材料，将电磁继电器、电功率计算、电阻的温度特性综合考查，既需要结合图像分析物理规律，又需要灵活运用电磁继电器原理设计电路，注重理论联系实际，考查学生的综合分析能力和知识迁移能力。
【难度系数】
$\boldsymbol{0.4}$