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[原题呈现]
例(2020·大连·第22题)如图1所示,开关闭合,滑动变阻器的滑片位于A端,小铁片被竖直吸在电磁铁的左侧。若将滑片從A端移动到中点,则铁片受到电磁铁的吸引力将_____,铁片受到的摩擦力将______。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
[试题解析]
本题以电磁铁吸引小铁片的情境为依托,综合考查了调节滑动变阻器改变电流、电流大小对电磁铁磁性强弱的影响、电磁铁对小铁片吸力发生变化时对小铁片所受摩擦力的分析,以及同学们的综合分析能力。
滑片从A端移动到中点,滑动变阻器接入电路中的电阻减小,电路中电流增大,电磁铁磁性增强,对小铁片吸力增大;分析铁片受力情况可知,铁片处于静止状态,竖直方向的摩擦力与重力平衡,因此吸力改变不影响摩擦力大小。
答案:变大 不变
[方法归纳]
将电磁铁磁性强弱、安培定则、动态电路以及受力分析等融合在一起,具有一定综合性,是近年电磁铁、电磁继电器中考试题的一个趋势。解决这类问题建议采用拆分的方法,如前面例题可拆解成下面三个问题:问题一,判断滑动变阻器对电流的影响;问题二,判断电磁铁磁性强弱;问题三,分析小铁片受力。
[拓展训练]
1. (多选)如图2所示是利用磁悬浮原理浮在空中的盆栽,盆栽底部有磁体,底座内装有电磁铁。给盆栽浇水后下列判断正确的是( )。
A. 盆栽受到底座对它向上的斥力变大
B. 底座对桌面的压强大小不变
C. 要使盆栽与底座之间距离不变,可改变电磁铁线圈内的电流方向
D. 要使盆栽与底座之间距离不变,可适当增大电磁铁线圈内的电流
2. 如图3所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁与条形磁铁处于同一水平线放置,且左端固定,当开关S闭合,电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向下移动时,条形磁铁始终保持静止,则在此过程中,条形磁铁受到的摩擦力方向______,摩擦力大小______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
3. 小明家里使用的是一款有加热和保温两个挡位的老式电饭煲,小明对电饭煲展开了下面的一些研究和改进:
(1)电饭煲的电路简图如图4甲所示,当电饭煲使用加热挡时,开关S处于_______(选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)这一电饭煲没有定时预约煮饭的功能,小明利用电磁继电器和控时开关等元件设计了一个预约煮饭电路。当达到预约时间时,控时开关自动断开,电饭煲开始煮饭。请按照上述要求,用笔画线代替导线将图4乙中的电路元件连入电路。
(3)由于没有“控时开关”,小明借助一个杯子和适量盐水,设计出一个简单的控时装置,替代图4中的控时开关。以下是小明的设计方案,请将其补充完整。
①将图4乙中触点A和触点B放入装有盐水的杯子中(如图4丙所示),注意不要让触点A和触点B直接接触。由于盐水是———(选填“导体”或“绝缘体”),因此将触点A、B放入其中可接通控制电路;
②由于盐水不断————(填物态变化名称),一段时间后,触点A、B会露出水面,电磁继电器中的电磁铁就———(选填“吸引”或“不吸引”)衔铁,电饭煲开始煮饭;
③若要延长预定时间,让电饭锅晚些煮饭,可———选填“增大”或“减小”)触点A、B浸入盐水的深度。
参考答案:1. AD 2. 水平向右 变小
3. (1)闭合 (2)如原图蓝线所示 (3)①导体 ②汽化 不吸引 ③增大
例(2020·大连·第22题)如图1所示,开关闭合,滑动变阻器的滑片位于A端,小铁片被竖直吸在电磁铁的左侧。若将滑片從A端移动到中点,则铁片受到电磁铁的吸引力将_____,铁片受到的摩擦力将______。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
[试题解析]
本题以电磁铁吸引小铁片的情境为依托,综合考查了调节滑动变阻器改变电流、电流大小对电磁铁磁性强弱的影响、电磁铁对小铁片吸力发生变化时对小铁片所受摩擦力的分析,以及同学们的综合分析能力。
滑片从A端移动到中点,滑动变阻器接入电路中的电阻减小,电路中电流增大,电磁铁磁性增强,对小铁片吸力增大;分析铁片受力情况可知,铁片处于静止状态,竖直方向的摩擦力与重力平衡,因此吸力改变不影响摩擦力大小。
答案:变大 不变
[方法归纳]
将电磁铁磁性强弱、安培定则、动态电路以及受力分析等融合在一起,具有一定综合性,是近年电磁铁、电磁继电器中考试题的一个趋势。解决这类问题建议采用拆分的方法,如前面例题可拆解成下面三个问题:问题一,判断滑动变阻器对电流的影响;问题二,判断电磁铁磁性强弱;问题三,分析小铁片受力。
[拓展训练]
1. (多选)如图2所示是利用磁悬浮原理浮在空中的盆栽,盆栽底部有磁体,底座内装有电磁铁。给盆栽浇水后下列判断正确的是( )。
A. 盆栽受到底座对它向上的斥力变大
B. 底座对桌面的压强大小不变
C. 要使盆栽与底座之间距离不变,可改变电磁铁线圈内的电流方向
D. 要使盆栽与底座之间距离不变,可适当增大电磁铁线圈内的电流
2. 如图3所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁与条形磁铁处于同一水平线放置,且左端固定,当开关S闭合,电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向下移动时,条形磁铁始终保持静止,则在此过程中,条形磁铁受到的摩擦力方向______,摩擦力大小______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
3. 小明家里使用的是一款有加热和保温两个挡位的老式电饭煲,小明对电饭煲展开了下面的一些研究和改进:
(1)电饭煲的电路简图如图4甲所示,当电饭煲使用加热挡时,开关S处于_______(选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)这一电饭煲没有定时预约煮饭的功能,小明利用电磁继电器和控时开关等元件设计了一个预约煮饭电路。当达到预约时间时,控时开关自动断开,电饭煲开始煮饭。请按照上述要求,用笔画线代替导线将图4乙中的电路元件连入电路。
(3)由于没有“控时开关”,小明借助一个杯子和适量盐水,设计出一个简单的控时装置,替代图4中的控时开关。以下是小明的设计方案,请将其补充完整。
①将图4乙中触点A和触点B放入装有盐水的杯子中(如图4丙所示),注意不要让触点A和触点B直接接触。由于盐水是———(选填“导体”或“绝缘体”),因此将触点A、B放入其中可接通控制电路;
②由于盐水不断————(填物态变化名称),一段时间后,触点A、B会露出水面,电磁继电器中的电磁铁就———(选填“吸引”或“不吸引”)衔铁,电饭煲开始煮饭;
③若要延长预定时间,让电饭锅晚些煮饭,可———选填“增大”或“减小”)触点A、B浸入盐水的深度。
参考答案:1. AD 2. 水平向右 变小
3. (1)闭合 (2)如原图蓝线所示 (3)①导体 ②汽化 不吸引 ③增大