Question

【题目】磁力锁主要由电磁铁和衔铁组成。某小组用如图甲所示的装置研究电磁铁线的工作电压与衔铁所受磁力大小的关系，弹性梁一端连接有衔铁，在外力作用下可以上下运动，另一端固定于墙壁，电磁铁位于衔铁正下方，为理想电压表.

(1)为增大电磁铁产生的磁感应强度，变阻器的滑片应向_________端移动（选填“”或“”）.

(2)已知电磁铁线圈的直流电阻为，滑动变砠器的最大阻值为，电源的电动势为，滑动变阻器能提供的最大分压为，则电源E的内阻为_________（保留两位有效数字）

(3)同学们将阻值会因形状变化而发生改变的金属应变片粘贴在弹性梁的上表面，然后将金属应变片、定值电阻和理想电压表连接成如图乙所示的电路。线圈通电吸引衔铁下移时，应变片变长，的阻值将_________，电压表的读数将_________。（填“增大”“减小”或“不变”）

(4)在线圈通电吸合衔铁后，用外力使电磁铁和衛铁刚好分开，测得外力与线圈两端电压的关系如图丙所示，若要求该锁能抵抗的外力，则工作电压至少为_________。

Answer 1

【答案】c 0.21 增大 增大 6

【解析】

解：(1)根据电流的磁效应，电流越大，产生的磁场强度越强，为了增加电磁铁产生的磁感应强度，变阻器的滑片应该滑向c端；

(2)当滑动变阻器的滑片P滑到c端时，滑动变阻器提供的分压最大，由闭合电路欧姆定律，，，联立解得：；

(3)线圈通电吸引衔铁下移时，应变片变长，根据电阻定律，R1的阻值将增大。根据串联电路分压规律可知，电阻增大，电压增大，所以电压表V2的读数将增大；

(4)由图丙可知，F=1200N时对应的工作电压为6.0V，即要求该锁能抵抗1200N的外力，则工作电压至少为6.0V。