《2025年学霸提优大试卷九年级物理上册苏科版》

24. (12分)如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置.

(1)实验中,AB棒的材料可能是铝(填“塑料”或“铝”).
(2)我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断感应电流的方向.
(3)闭合开关,实验探究过程记录如表所示:
|次数|棒在磁场中的运动情况|是否有感应电流|
|1|静止|无|
|2|沿磁场方向运动(不切割磁感线运动)|无|
|3|切割磁感线运动|有|
根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,在该运动过程中,主要将机械能转化为电能.
(4)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与磁场方向的关系.
(5)若将此装置中灵敏电流计换成电源,可进一步探究电动机的工作原理.

答案： 【解析】：
本题主要考查了探究感应电流产生的条件实验，涉及实验材料的选择、感应电流的判断、产生感应电流的条件、能量转化、感应电流方向的影响因素以及电动机的工作原理等知识点。
（1）实验中，AB棒需要是导体，才能在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流，塑料是绝缘体，铝是导体，所以AB棒的材料可能是铝。
（2）灵敏电流计不仅可以判断电路中是否有感应电流产生（指针是否偏转），还可以通过指针偏转的方向判断感应电流的方向。
（3）根据实验现象，当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，所以初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。在该运动过程中，导体运动具有机械能，产生感应电流，是将机械能转化为电能。
（4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，磁感线方向改变，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与磁场方向的关系。
（5）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，若将此装置中灵敏电流计换成电源，闭合开关，AB棒成为通电导体，在磁场中会受到力的作用而运动，可进一步探究电动机的工作原理。
【答案】：
(1)铝；
(2)感应电流的方向；
(3)切割磁感线；电；
(4)磁场方向；
(5)电源。

25. (17分)(2024·盐城)如图甲是科技小组设计的“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的变化范围.

答案：
(1)$1.44× 10^{6}\ \text{J}$
(2)0.03 A
(3)20~25 Ω
解析:
(1)由图像可知,受控电路30 min内工作了20 min,消耗的电能为$W=Pt=1200\ \text{W}×20×60\ \text{s}=1.44× 10^{6}\ \text{J}$;
(2)衔铁被吸下时,受控电路工作,此时控制电路中$R_{0}$与$R_{1}$并联,由并联电路中电压的规律知,$R_{0}$两端的电压为$U_{0}=U=3\ \text{V}$,通过电阻$R_{0}$的电流为$I_{0}=\frac{U_{0}}{R_{0}}=\frac{3\ \text{V}}{100\ \Omega}=0.03\ \text{A}$.
(3)当室温上升至28℃时,冷却系统开始工作前,控制电路只有热敏电阻接入电路,此时经过热敏电阻的电流最大为0.15 A,电阻最小时恰好衔铁被吸下,因此可以求出$R_{1\text{min}}=\frac{U}{I_{\text{max}}}=\frac{3\ \text{V}}{0.15\ \text{A}}=20\ \Omega$,衔铁被吸下瞬间,冷却系统开始工作,温度不再上升,而是下降,电阻$R_{1}$开始变大,但由于衔铁被吸下后定值电阻$R_{0}$被接入电路,$R_{0}$与$R_{1}$并联,当电路中的总电流小到0.15 A时,衔铁才会被弹回,此时经过$R_{1}$的电流为$I_{1}=I-I_{0}=0.15\ \text{A}-0.03\ \text{A}=0.12\ \text{A}$,此时$R_{1}$的阻值最大为$R_{1}=\frac{U}{I_{1}}=\frac{3\ \text{V}}{0.12\ \text{A}}=25\ \Omega$,因为$R_{1}$的阻值随温度的升高而减小,衔铁弹回后温度升高,$R_{1}$的阻值减小,故热敏电阻$R_{1}$的变化范围为20~25 Ω.