7. 上海的磁浮列车示意图如图G-2-6甲所示,轨道线圈上端是S极,要使列车悬浮起来,车身线圈上端是______极,列车靠电磁铁________(选填“同名”或“异名”)磁极相互________而悬浮起来. 图乙是一种磁浮列车的设计原理图,A是磁性稳定的电磁铁,安装在铁轨上,B是安装在车身上(紧靠铁轨上方)且电阻非常小的螺线管. B中电流方向如图乙所示,螺线管B与电磁铁A之间相互________(选填“排斥”或“吸引”),从而使列车悬浮在铁轨上方.

答案
S 异名 吸引 排斥
三、解答题(共42分)
答案
8. (8分)(2023苏州一模)(1)如图G-2-7甲所示是两个磁极靠近时磁感线的分布情况,根据图中标示的N极,在括号内标出静止小磁针的N、S极和A点磁感线的方向.
(2)(2023南京模拟)在图乙中标出A处磁感线的方向和静止的小磁针的N极.
(2)(2023南京模拟)在图乙中标出A处磁感线的方向和静止的小磁针的N极.
答案
(1)图略 (2)图略
9. (14分)(2023苏州虎丘区期末)用如图G-2-8所示装置探究电生磁,步骤如下.
(1)根据图甲实验现象可知,电流的磁场方向与________方向有关.
(2)在图乙中根据小磁针的指向,标出螺线管的N、S极和电源的正、负极.
(3)根据图丙实验现象可知,在铁芯相同和________一定时,________________,电磁铁磁性越强. 断开开关,电磁铁________(选填“能”或“不能”)吸引大头针,说明电磁铁________________.
(1)根据图甲实验现象可知,电流的磁场方向与________方向有关.
(2)在图乙中根据小磁针的指向,标出螺线管的N、S极和电源的正、负极.
(3)根据图丙实验现象可知,在铁芯相同和________一定时,________________,电磁铁磁性越强. 断开开关,电磁铁________(选填“能”或“不能”)吸引大头针,说明电磁铁________________.
答案
(1)电流
(2)如图所示
(3)电流 线圈匝数越多 不能 磁性消失
10. (20分)(2024盐城)如图G-2-9甲所示是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路,受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示. 当室温上升至28℃时冷却系统开始工作,当室温降至23℃时停止工作. Rₜ为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,当控制电路中的电流为0.15A时,衔铁刚好被吸下,控制电路电源电压恒为3V. 定值电阻R₀为100Ω,线圈电阻忽略不计. 求:
(1)受控电路30min内消耗的电能.
(2)受控电路工作时,通过电阻R₀的电流.
(3)热敏电阻Rₜ阻值的变化范围.
图G-2-9
(1)受控电路30min内消耗的电能.
(2)受控电路工作时,通过电阻R₀的电流.
(3)热敏电阻Rₜ阻值的变化范围.
答案
(1)受控电路30min内消耗的电能:$W = Pt = 1200\ W×20×60\ s = 1.44×10^{6}\ J$。
(2)衔铁被吸下时,受控电路工作,此时控制电路中$R_{0}$与$R_{t}$并联,由并联电路中电压的规律知,$R_{0}$两端的电压为$U_{0}=U = 3\ V$,通过电阻$R_{0}$的电流为$I_{0}=\frac{U_{0}}{R_{0}}=\frac{3\ V}{100\ \Omega}=0.03\ A$。
(3)当温度升高到28℃,衔铁刚好被吸下时,$R_{t}$的阻值最小,通过$R_{t}$的电流为0.15A,此时$R_{t}$的阻值为$R_{t}=\frac{U_{0}}{I}=\frac{3\ V}{0.15\ A}=20\ \Omega$,
冷却系统工作后,室温开始降低,由于$R_{t}$的阻值随温度的升高而减小,室温降至23℃时,衔铁刚好被弹回,此时$R_{t}$的阻值最大,通过$R_{t}$、$R_{0}$的总电流为0.15A,则通过$R_{t}$的电流为$I_{t}' = I - I_{0}=0.15\ A - 0.03\ A = 0.12\ A$,此时$R_{t}$的阻值为$R_{t}'=\frac{U_{0}}{I_{t}'}=\frac{3\ V}{0.12\ A}=25\ \Omega$,则热敏电阻$R_{t}$阻值的变化范围为20~25 $\Omega$。
(2)衔铁被吸下时,受控电路工作,此时控制电路中$R_{0}$与$R_{t}$并联,由并联电路中电压的规律知,$R_{0}$两端的电压为$U_{0}=U = 3\ V$,通过电阻$R_{0}$的电流为$I_{0}=\frac{U_{0}}{R_{0}}=\frac{3\ V}{100\ \Omega}=0.03\ A$。
(3)当温度升高到28℃,衔铁刚好被吸下时,$R_{t}$的阻值最小,通过$R_{t}$的电流为0.15A,此时$R_{t}$的阻值为$R_{t}=\frac{U_{0}}{I}=\frac{3\ V}{0.15\ A}=20\ \Omega$,
冷却系统工作后,室温开始降低,由于$R_{t}$的阻值随温度的升高而减小,室温降至23℃时,衔铁刚好被弹回,此时$R_{t}$的阻值最大,通过$R_{t}$、$R_{0}$的总电流为0.15A,则通过$R_{t}$的电流为$I_{t}' = I - I_{0}=0.15\ A - 0.03\ A = 0.12\ A$,此时$R_{t}$的阻值为$R_{t}'=\frac{U_{0}}{I_{t}'}=\frac{3\ V}{0.12\ A}=25\ \Omega$,则热敏电阻$R_{t}$阻值的变化范围为20~25 $\Omega$。
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