【正文】 通電時， 電磁鐵吸引銜鐵，鼓槌打擊鈴碗發(fā)出聲音，同時銜鐵與螺釘分離，鼓槌被彈回，電路重新接通，不斷重復上面的過程． （ 2）由圖可知小磁針的指向，則由磁極間的相互作用可知通電螺線管的 N、 S 極，再由右手螺旋定則可得出電流的方向． 【解答】 解：（ 1）閉合開關(guān)，電磁鐵有電流通過，電磁鐵具有了磁性，銜鐵 B 被吸引過來，使鼓槌打擊鈴碗發(fā)出聲音，同時銜鐵與螺釘分離，電路斷開，電磁鐵失去了磁性，鼓槌又被彈簧片彈回， B 與螺釘 A 再次接觸，電路閉合，不斷重復，電鈴便發(fā)出連續(xù)擊打聲了． （ 2）小磁針 N 極向左， S 極向右，因同名磁極相互排斥，異名 磁極相互吸引，所以螺線管左側(cè)為 N 極，右側(cè)為 S 極； 由右手螺旋定則可知，電流由左側(cè)流入，右側(cè)流出．故左端為正極，右端為負極，故答案如圖所示： 故答案為：（ 1）銜鐵 B；螺釘 A．（ 2）如上圖所示． 專題四：綜合能力（本專題滿分 2 分） 20．綜合作圖﹣﹣小雨房間的燈： 小雨的房間里， S 為房間電路的總開關(guān)．當將單刀雙擲開關(guān) S1 撥到 a 處，房間吸頂燈 L1 亮．學習時為了使光照強一些，再閉合開關(guān) S2，臺燈 L2 也亮．當將 S1 撥至 b 處， L L2 都熄滅，而可調(diào)節(jié)亮度的床頭燈 L3 亮． 現(xiàn)在，給你一個電源、一個滑動變阻器、一 個單刀雙擲開關(guān)、 2 個開關(guān)、 3 個燈泡和若干導線，請你設(shè)計上述電路，并將電路圖畫在方框內(nèi)． 【考點】 串、并聯(lián)電路的設(shè)計；電路圖設(shè)計． 【分析】 S 為電路的總開關(guān)；當 S1 閉合時，開關(guān) S2 接到 a 處，房間吸頂燈 L1 亮，再閉合開關(guān) S2，臺燈 L2 也亮，說明此時兩燈泡串聯(lián)，開關(guān) S2 控制臺燈 L2；當將 S1 撥至 b 處， LL2 都熄滅，而可調(diào)節(jié)亮度的床頭燈 L3 亮，說明此時滑動變阻器和燈泡 L3 串聯(lián)后與原來的兩路并聯(lián)． 第 24 頁（共 29 頁） 【解答】 解：開關(guān) S、 S1 在干路上，燈泡 L3 和滑動變阻器串聯(lián)后，再與燈泡 L L2 并聯(lián)，并且開關(guān) S2 控制燈泡 L2； 如圖所示： 專題五：綜合計算（本專題滿分 11 分， 8 題 4 分， 9 題 7 分） 21．滑動變阻器 R0 阻值范圍為 0﹣ 50Ω，小燈泡上標有 “， ”字樣，電源電壓 6V． 求：（ 1）當 S 閉合后，變阻器阻值多大時，小燈泡發(fā)光正常？ （ 2）若變阻器接入阻值為 50Ω時，小燈泡實際功率多大？ 【考點】 歐姆定律的應用；電功率的計算． 【分析】 （ 1）由燈泡銘牌找出燈泡的額定電壓與額定功率，由功率的變形公式 I= 求出燈泡正常發(fā)光時的電流， 由串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器的電壓，最后由 R= 求變阻器阻值； （ 2）由 R= 求出燈泡的電阻，由串聯(lián)電路的特點及歐姆定律求出滑片移到最右端時電路的電流，然后由功率公式 P=I2R 求出燈泡的實際功率． 【解答】 解：（ 1）由 P=UI 得：燈泡正常發(fā)光時的電流 I= = =， 由串聯(lián)電路的電壓等于各電阻兩端電壓之和可得： 燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端的電壓 U 滑 =U﹣ UL=6V+=； 由歐姆定律得： 變阻器阻值 R 滑 = = =35Ω． （ 2）由歐姆定律得：燈泡電阻 RL= = =25Ω， 滑片移到最右端時，總阻值為 R=RL+R0=25Ω+50Ω=75Ω， 電路電 流 I′= = =， 燈泡的實際功率 P=I′2RL=（ ） 2 25Ω=； 答：（ 1）當 S 閉合后，變阻器阻值位 35Ω時，小燈泡發(fā)光正常； （ 2）若變阻器接入阻值為 50Ω時，小燈泡實際功率是 ． 第 25 頁（共 29 頁） 22．如圖所示電路，電源電壓 12V 保持不變， R1=12Ω，小燈泡 L 的規(guī)格為 “6V 3W”，滑動變阻器 R2 的最大阻值為 12Ω，電流表的量程為 0～ 3A．求：（畫出下列每小題的等效電路圖） （ 1）只閉合 S1 時，小燈泡 L 恰好正常發(fā)光，求 R1 的阻值；在 10min 內(nèi)電流通過電阻 R1所產(chǎn)生的熱量 是多少？ （ 2）當開關(guān)均閉合時，要使電流表安全使用，求滑動變阻器接入電路的阻值范圍；求滑動變阻器 R2 的電功率的變化范圍． 【考點】 歐姆定律的應用；電功率的計算；焦耳定律的計算公式及其應用． 【分析】 （ 1）只閉合 S1 時，燈泡 L 與電阻 R1 串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和 P=UI 求出電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出 R1 兩端的電壓，利用歐姆定律求出 R1 的阻值，根據(jù) Q=W=UIt 求出在 10min 內(nèi)電流通過電阻 R1所產(chǎn)生的熱量； （ 2）當開關(guān)均閉合時， R1 與 R2 并聯(lián)，電流表 測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出通過 R1 的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出電流表的示數(shù)為 3A 時通過 R2 的電流，根據(jù)歐姆定律求出變阻器接入電路中的最小阻值，根據(jù) P=UI 求出滑動變阻器 R2 的最大電功率；當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時變阻器消耗的電功率最小，根據(jù) P=求出滑動變阻器 R2 的最小電功率，然后得出答案． 【解答】 解：（ 1）只閉合 S1 時，等效電路圖如下圖所示： 因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且小燈泡 L 恰好正常發(fā)光， 所以，由 P=UI 可得，此時電路中的電流： I=IL= = =， 因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且， 所以， R1 兩端的電壓： U1=U﹣ RL=12V﹣ 6V=6V， 由 I= 可得， R1 的阻值： R1= = =12Ω， 在 10min 內(nèi)電流通過電阻 R1 所產(chǎn)生的熱量： Q1=W1=U1It=6V 10 60s=1800J； （ 2）當開關(guān)均閉合時，等效電路圖如下圖所示： 第 26 頁（共 29 頁） 因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等， 所以，通過 R1 的電流： I1= = =1A， 當電流表的示數(shù) I′=3A 時，滑動變阻器接入電路中的電阻最小，消耗的電功率最大， 因并聯(lián)電路中干路電流等于各 支路電流之和， 所以，通過 R2 的電流： I2=I′﹣ I1=3A﹣ 1A=2A， 滑動變阻器接入電路中的最小阻值： R2 小 = = =6Ω， 所以，滑動變阻器接入電路中的電阻范圍為 6Ω～ 12Ω， 滑動變阻器消耗的最大功率： P2 大 =UI2=12V 2A=24W， 當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，消耗的電功率最小， 則 P2 小 = = =12W， 所以，滑動變阻器消耗電功率的范圍為 12W～ 24W． 答：（ 1） R1 的阻值為 12Ω，在 10min 內(nèi)電流通過電阻 R1 所產(chǎn)生的熱量是 1800J； （ 2）滑動變阻器接入電路的阻值 范圍為 6Ω～ 12Ω，滑動變阻器 R2 的電功率的變化范圍為12W～ 24W． 專題六：創(chuàng)造與探究（本專題滿分 7 分歸納式探究 5 分，問題解決 2 分） 23．歸納式探究： 物理學中，只考慮質(zhì)量、不考慮物體的體積與形狀時，可以把物體看做一個質(zhì)點． 科學家研究發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量為 m，帶電量為 q 的質(zhì)點，以速度 v 垂直進入磁場中會做圓周運動，將會受到向心力 F．通過查閱資料獲得以下數(shù)據(jù)： 實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 質(zhì)點質(zhì)量 m/ 10﹣ 30kg 1 2 3 2 3 2 3 圓周半徑 r/ 10﹣ 4m 10 10 30 10 30 5 5 10 運動速度 v/ 108m?s﹣ 1 10 4 10 10 30 4 8 4 質(zhì)點受到向心力 F/ 10﹣ 10N 10 10 20 90 ①質(zhì)點在磁場中做圓周運動受到的向心力 F=k ．比例系數(shù) k= 10N?s2/（ kg?m） ．將數(shù)據(jù)表格形式變成公式形式，運用了 歸納 法． ②對于一些在磁場中質(zhì)量相同、速度也相同的質(zhì)點，受到的向心力與它們做圓周運動時的半徑的關(guān)系可以用如圖中的 c 圖線反映． ③請將表格數(shù)據(jù)填寫完整． 第 27 頁（共 29 頁） 【考點】 控制變 量法與探究性實驗方案． 【分析】 （ 1）分析表中 4 和 6 和 4 數(shù)據(jù)可知，質(zhì)點受到的向心力與質(zhì)點質(zhì)量、圓周半徑以及運動速度的關(guān)系，從而歸納得出向心力的關(guān)系式； （ 2）根據(jù)圖象中三條圖象的含義以及質(zhì)點向心力的表達式找出符合題意的圖象； （ 3）根據(jù)獲得的表達式帶入數(shù)據(jù)求出第 8 次數(shù)據(jù)中質(zhì)點受到向心力． 【解答】 解： ①分析表中第 4 次實驗數(shù)據(jù)可知，圓周半徑和運動速度都相同，質(zhì)點質(zhì)量變?yōu)樵瓉矶稌r，質(zhì)點受到向心力變?yōu)樵瓉淼亩?，故圓周半徑和運動速度都相同時，質(zhì)點受到的向心力與質(zhì)點質(zhì)量成正比； 分析表中第 6 次 實驗數(shù)據(jù)可知，質(zhì)點質(zhì)量和運動速度都相同，圓周半徑變?yōu)樵瓉矶种粫r，質(zhì)點受到向心力變?yōu)樵瓉淼亩?，故質(zhì)點質(zhì)量和運動速度都相同，質(zhì)點受到的向心力與圓周半徑成反比； 分析表中第 4 次實驗數(shù)據(jù)可知，質(zhì)點質(zhì)量和圓周半徑都相同，運動速度變?yōu)樵瓉淼?時，質(zhì)點受到向心力變?yōu)樵瓉?倍，即質(zhì)點質(zhì)量和圓周半徑都相同時，質(zhì)點受到的向心力與運動速度的平方成正比； 歸納上面的分析可得，質(zhì)點在磁場中做圓周運動受到的向心力 F=k ； 將第一組實驗數(shù)據(jù)代入可得， 10 10﹣ 10N=k ，化簡后可得： k=10N?s2/（ kg?m）； ②根據(jù)圖象可知， a 為二次函數(shù)圖象； b 為正比例函數(shù)圖象； c 為反比例函數(shù)圖象； 由 F=k 可知，質(zhì)量和速度都相同時， F 與 r 成反比，故圖象應為反比例函數(shù)圖象，即圖象 c 表示 F﹣ r 的關(guān)系； ③第 8 次數(shù)據(jù)中質(zhì)點受到向心力： F=k =10N?s2/（ kg?m） =． 故答案為： ① ； 10N?s2/（ kg?m）；歸納； ②c； ③． 24．問題解決： 小紅想測電阻 RX 阻值，發(fā)現(xiàn)沒有電流表，只有一個電壓表，于是她又找到一個定值電阻R0，成功測出了電阻 RX 的阻值．請你寫出測量 RX 的步驟及測得的 RX 數(shù)學表達 式． 第 28 頁（共 29 頁） 【考點】 伏安法測電阻的探究實驗． 【分析】 （ 1）若要測出電阻，則需測出電壓和電流，根據(jù)公式 R= 計算出電阻； （ 2）若沒有電流表，則需用定值電阻和電壓表來充當電流表與被測電阻組成一個串聯(lián)電路，計算出定值電阻的電流便可知未知電阻的電流，從而計算出電阻的值． 【解答】 解：實驗步驟： ①將定值電阻與未知電阻組成一個串聯(lián)電路，電壓表分別與它們并聯(lián)，測出定值電阻和未知電阻兩端的電壓；如下圖所示： ②按電路圖連接電路，用電壓表測出 R0 兩端的電壓 U0，再用電壓表測出 Rx 兩端的電壓Ux，根據(jù)所測數(shù)據(jù)得出 Rx 的值 ； （ 3） Ix=I0= 所以 Rx= = = R0． 第 29 頁（共 29 頁） 2022 年 10 月 9 日