20. 新素养科学思维如图所示,光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上,且处于竖直向上的磁场中,AB、CD是两根金属棒,AB从光滑的斜面自由滑下,运动到水平面时,发现CD开始向右运动。从能量转化的角度考虑,AB在水平导轨上运动的过程中速度将

变小
(选填“变大”“变小”或“保持不变”),CD在水平导轨上运动的原理和电动机
(选填“发电机”或“电动机”)相同。答案:20.变小 电动机
21. (2025·江苏苏州)如图是控制车辆进出的电动闸门设计图,抬杆AB质量分布均匀,长度为3m,重为20N,在最右端B点处悬挂一重为25N的铁柱,B点到支点O的距离为0.6m。开关S闭合后,调节滑动变阻器使抬杆AB处于水平静止状态。(忽略支点O处的摩擦)
(1)电磁铁上端为
(2)此时电磁铁对铁柱的吸引力为
(3)要使抬杆A端从图示位置向上抬起,滑动变阻器的滑片P应向

(1)电磁铁上端为
S
(选填“N”或“S”)极。(2)此时电磁铁对铁柱的吸引力为
5
N。(3)要使抬杆A端从图示位置向上抬起,滑动变阻器的滑片P应向
上
端移动。答案:21.(1)S (2)5 (3)上 解析:(1)电流从电磁铁下端流入,由安培定则可知,电磁铁上端为S极、下端为N极.(2)抬杆AB重心到支点O的距离l杆=1/2AB - OB = 1/2×3m - 0.6m = 0.9m,由杠杆的平衡条件可得G杆l杆=(G铁柱 + F吸)×OB,代入数据可得20N×0.9m=(25N + F吸)×0.6m,解得电磁铁对铁柱的吸引力F吸=5N.(3)要使抬杆A端从图示位置向上抬起,应增大电磁铁的磁性,则应增大电路中电流,由欧姆定律可知,应减小电路的总电阻,减小滑动变阻器接入电路的阻值,所以滑动变阻器的滑片P应向上端移动.
解析:
(1)S
(2)5
(3)上
解析:
(1)电流从电磁铁下端流入,由安培定则可知,电磁铁上端为S极。
(2)抬杆AB重心到支点O的距离$ l_{\mathrm{杆}}=\frac{1}{2}AB - OB=\frac{1}{2}×3\,\mathrm{m}-0.6\,\mathrm{m}=0.9\,\mathrm{m} $。由杠杆平衡条件:$ G_{\mathrm{杆}}l_{\mathrm{杆}}=(G_{\mathrm{铁柱}} + F_{\mathrm{吸}})× OB $,代入数据:$ 20\,\mathrm{N}×0.9\,\mathrm{m}=(25\,\mathrm{N}+F_{\mathrm{吸}})×0.6\,\mathrm{m} $,解得$ F_{\mathrm{吸}}=5\,\mathrm{N} $。
(3)要使A端上抬,需增大电磁铁磁性,即增大电流,减小滑动变阻器电阻,滑片向上移动。
(2)5
(3)上
解析:
(1)电流从电磁铁下端流入,由安培定则可知,电磁铁上端为S极。
(2)抬杆AB重心到支点O的距离$ l_{\mathrm{杆}}=\frac{1}{2}AB - OB=\frac{1}{2}×3\,\mathrm{m}-0.6\,\mathrm{m}=0.9\,\mathrm{m} $。由杠杆平衡条件:$ G_{\mathrm{杆}}l_{\mathrm{杆}}=(G_{\mathrm{铁柱}} + F_{\mathrm{吸}})× OB $,代入数据:$ 20\,\mathrm{N}×0.9\,\mathrm{m}=(25\,\mathrm{N}+F_{\mathrm{吸}})×0.6\,\mathrm{m} $,解得$ F_{\mathrm{吸}}=5\,\mathrm{N} $。
(3)要使A端上抬,需增大电磁铁磁性,即增大电流,减小滑动变阻器电阻,滑片向上移动。
22. (2025·广东深圳三模)某模拟实验中,非核氢弹的引爆电路需通过电磁继电器防止误触,其内部电路图简化如下,其中U₁=6V,U₂=24V,R₁阻值为5Ω。闭合开关S,当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁的磁性会变

弱
;当通过电磁铁线圈(电阻不计)的电流≥0.3A时,电磁铁吸合衔铁,切断工作电路,引爆装置不点燃。电磁铁为防止误触引爆(即工作电路始终断开),滑动变阻器R_P的阻值不能超过15
Ω。由于长时间使用导致U₁降低,为保证装置能及时切断工作电路,可以适当减小
(选填“增大”或“减小”)R_P的阻值。答案:22.弱 15 减小 解析:当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中的电流变小,电磁铁的磁性会变弱;当通过电磁铁线圈(电阻不计)的电流⩾0.3A时,电磁铁吸合衔铁,切断工作电路,引爆装置不点燃,则当电流中电流最小为0.3A时,电流的总电阻最大,此时滑动变阻器阻值最大为Rp=R总 - R₁=U₁/Imin - R₁=6V/0.3A - 5Ω = 15Ω,故滑动变阻器Rp的阻值不能超过15Ω;U₁降低,电磁铁吸合衔铁时的最小电流不变,则电路的总电阻变小,滑动变阻器接入电路的电阻变小,因此可以适当减小Rp的阻值.
解析:
弱;15;减小
解:当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据$I = \frac{U}{R}$,电路中的电流变小,电磁铁的磁性变弱。
要使电磁铁吸合衔铁(防止误触引爆),电流需$\geq 0.3A$。此时电路总电阻$R_{总} = \frac{U_1}{I_{min}} = \frac{6V}{0.3A} = 20\Omega$,滑动变阻器最大阻值$R_P = R_{总} - R_1 = 20\Omega - 5\Omega = 15\Omega$。
$U_1$降低,为保证电流$\geq 0.3A$,根据$R = \frac{U}{I}$,总电阻需减小,故应减小$R_P$的阻值。
解:当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据$I = \frac{U}{R}$,电路中的电流变小,电磁铁的磁性变弱。
要使电磁铁吸合衔铁(防止误触引爆),电流需$\geq 0.3A$。此时电路总电阻$R_{总} = \frac{U_1}{I_{min}} = \frac{6V}{0.3A} = 20\Omega$,滑动变阻器最大阻值$R_P = R_{总} - R_1 = 20\Omega - 5\Omega = 15\Omega$。
$U_1$降低,为保证电流$\geq 0.3A$,根据$R = \frac{U}{I}$,总电阻需减小,故应减小$R_P$的阻值。
23. (6分)按要求作图。
(1)如图甲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,在括号内标出磁极(N或S),并标出图中静止小磁针的N极;在a点用箭头标出磁感线方向。
(2)(2025·山东威海)闭合开关,小磁针静止时状态如图乙所示,请在括号内标出通电螺线管的极性,并在A点标出电流方向。
(1)如图甲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,在括号内标出磁极(N或S),并标出图中静止小磁针的N极;在a点用箭头标出磁感线方向。
(2)(2025·山东威海)闭合开关,小磁针静止时状态如图乙所示,请在括号内标出通电螺线管的极性,并在A点标出电流方向。
答案:
23.(1)如图所示
(2)如图所示

23.(1)如图所示
(2)如图所示