小文同学学习了有关物理知识后，设想制作一个电动充气泵．她画出了如图所示的结构示意图，图中E为电流大小和方向都不断变化的交流电．
（1）你认为小文的设想运用了哪些物理知识？
（2）若电流从电源的a端流入时，小磁铁向下运动，则此时电磁铁的上端为______极，小磁铁的下端为______极．
考点分析：
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如图所示装置，“×”表示垂直于纸面向里的磁场的磁感线；在弹簧测力计下挂一个重为G的软铁块，软铁块下方有一螺线管，螺线管两端导线与金属导轨ab、cd相连，导体棒ef平放在导轨上，当它向右滑动时，弹簧测力计示数将______G（填“大于”、“小于”或“等于”）．该实验涉及的两个物理现象是：
（1）______；
（2）______．
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小明在研究性学习活动中，查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表，并将该型号的热敏电阻应用于如图所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中．
| 温度/℃ | … | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | … |
| 热敏电阻阻值/Ω | … | 350 | 300 | 250 | 210 | 175 | … |
“控制电路”由热敏电阻R
1、电磁铁（线圈阻值R
=50Ω）、电源U
1、开关等组成，当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，右边工作电路则断开；
“工作电路”由工作电源U
2（U
2=10V）、发热电阻R
2（R
2=5Ω）、导线等组成．问：
（1）工作电路工作时的电流为多大？电阻R
2的发热功率为多大？
（2）若发热电阻R
2需提供1.2×10
4J的热量，则工作电路要工作多长时间（不计热量的损失）？
（3）若恒温箱的温度最高不得超过50℃，则控制电路的电源电压U
1最小值为多大？
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【提出问题】感应电流方向与哪些因素有关？
【猜想】①金属棒在磁场中运动产生的感应电流的方向可能与磁场的方向有关；
②金属棒在磁场中运动产生的感应电流的方向可能与金属棒的运动方向有关．
【进行实验】实验装置如图：
①使金属棒向右运动，看到电流表指针向左偏．
②把磁铁南、北极上下对调，金属棒变为向左运动，看到电流表指针仍向左偏．根据以上现象，小芳得出感应电流的方向与磁场的方向、棒的运动方向无关的结论．
【评估与交流】你认为小芳的结论正确吗？若认为正确请说明现由．若有错，分析小芳得出错误结论的原因．
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小明等同学利用身边的器材进行实验探究．他们先在铁钉上套上薄塑料吸管，然后在薄塑料吸管上缠绕细铁丝做成螺线管，将这个装置固定在支架上，如图所示．
（1）在下列物理现象中，可以利用如图所示的实验装置进行探究的是______（填序号）．
A．通电导体在磁场中受力的作用；B．电磁感应；C．电生磁；D．磁生电
（2）如图所示的实验装置，可以探究插有铁芯的通电螺线管的磁性强弱与______的关系．
（3）实验中当小明将开关闭合后发现铁钉不能吸引大头针．他们将变阻器滑片p从a端移向b端，电流表读数逐渐变大，但还是不能吸引大头针．检查发现缠绕铁芯的线圈匝数已足够多，那么产生这种现象的一个可能的原因是：______．
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如图所示，将一根金属棒ab与灵敏电流计组成闭合电路，让金属棒在磁场中做运动时，灵敏电流计指针发生偏转，说明有感应电流产生．如果让金属棒反方向运动时，发现灵敏电流计指针的偏转方向与刚才______，说明感应电流方向与金属棒的运动方向______（选填“有关”或“无关”）．
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