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2. 阅读短文，回答问题。
从无意中的觉察到伟大的发现
1822年，法拉第想到：既然电流可以产生磁，那么磁能否产生电流呢？他决心探索“磁生电”的途径，并对这个问题进行了长期艰苦的探索。直到1831年9月，他才获得成功。他使用一个软铁环，上面绕制了两个彼此绝缘的线圈A和B。线圈B与一个灵敏电流计连接，线圈A则与一个电池组和开关相连。当他闭合开关时，使线圈A通电的瞬间，惊讶地发现，与线圈B相连的电流计指针发生了短暂的偏转；随后，当他断开开关时，电流消失的瞬间，指针又向相反方向发生了短暂的偏转。
法拉第立刻意识到，这绝非偶然。他认识到，并不是“静止的磁”或“静止的电流”本身产生了感应电流，而是当线圈A中的电流发生“变化”(即接通或断开)时，它所产生的磁场也发生了“变化”，正是这个“变化的磁场”在线圈B中感应出了电流。他随后才通过移动磁铁穿过线圈等实验，进一步验证了“运动的磁”本质也是提供了“变化的磁场”。许多年来，诸多有才华的科学家孜孜不倦、苦心探索的问题，答案竟是如此简单！他们之所以在电磁的研究领域徘徊不前，原因在于被“静电”和“静磁”的框架束缚了头脑。人们在思考问题的时候，总喜欢按习惯的方法和现有的思想体系来进行逻辑推理，这叫作思维定势。思维定势往往会阻碍人们的创新和发现。
(1)“磁生电”在物理学中被称为什么现象？请你举一个实际应用的例子。
(2)我们要有新的发现，最重要的是具有什么样的科学观念？(请写出两个要点)
从无意中的觉察到伟大的发现
1822年，法拉第想到：既然电流可以产生磁，那么磁能否产生电流呢？他决心探索“磁生电”的途径，并对这个问题进行了长期艰苦的探索。直到1831年9月，他才获得成功。他使用一个软铁环，上面绕制了两个彼此绝缘的线圈A和B。线圈B与一个灵敏电流计连接，线圈A则与一个电池组和开关相连。当他闭合开关时，使线圈A通电的瞬间，惊讶地发现，与线圈B相连的电流计指针发生了短暂的偏转；随后，当他断开开关时，电流消失的瞬间，指针又向相反方向发生了短暂的偏转。
法拉第立刻意识到，这绝非偶然。他认识到，并不是“静止的磁”或“静止的电流”本身产生了感应电流，而是当线圈A中的电流发生“变化”(即接通或断开)时，它所产生的磁场也发生了“变化”，正是这个“变化的磁场”在线圈B中感应出了电流。他随后才通过移动磁铁穿过线圈等实验，进一步验证了“运动的磁”本质也是提供了“变化的磁场”。许多年来，诸多有才华的科学家孜孜不倦、苦心探索的问题，答案竟是如此简单！他们之所以在电磁的研究领域徘徊不前，原因在于被“静电”和“静磁”的框架束缚了头脑。人们在思考问题的时候，总喜欢按习惯的方法和现有的思想体系来进行逻辑推理，这叫作思维定势。思维定势往往会阻碍人们的创新和发现。
(1)“磁生电”在物理学中被称为什么现象？请你举一个实际应用的例子。
(2)我们要有新的发现，最重要的是具有什么样的科学观念？(请写出两个要点)
答案
(1) 电磁感应现象；例如发电机。
(2) ① 要克服思维定势，敢于打破常规，有创新意识和创新精神；
② 要善于观察，注意容易被忽略的细节，把握机遇；
③ 要有坚韧不拔的科学精神和孜孜不倦、勇于探索的科学态度。
(2) ① 要克服思维定势，敢于打破常规，有创新意识和创新精神；
② 要善于观察，注意容易被忽略的细节，把握机遇；
③ 要有坚韧不拔的科学精神和孜孜不倦、勇于探索的科学态度。
解析
【分析】
对于第(1)问，首先从短文中法拉第探索“磁生电”的内容，结合物理知识，可确定“磁生电”对应的是电磁感应现象；然后回忆该现象在生活中的实际应用，发电机就是利用电磁感应原理工作的典型例子。
对于第(2)问，需要从短文描述的法拉第的探索过程和文末关于思维定势的总结中提炼要点：一是法拉第打破了“静电”“静磁”的思维框架，说明要克服思维定势、具备创新意识；二是法拉第经过长期艰苦探索才获得成功，体现了需要坚韧不拔的探索精神；三是他注意到开关通断瞬间电流计指针的短暂偏转，说明要善于观察细节、把握机遇。
【解析】
(1) 根据短文内容，法拉第发现的“磁生电”现象在物理学中被称为电磁感应现象；生活中发电机就是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的实际应用实例。
(2) 从法拉第的探索经历和短文传达的理念中，可总结出的科学观念有：
① 要克服思维定势，敢于打破常规，具备创新意识和创新精神；
② 要有坚韧不拔、孜孜不倦、勇于探索的科学态度和精神；
③ 要善于观察，留意细节，能够把握稍纵即逝的实验现象所带来的机遇。
【答案】
(1) 电磁感应现象；例如发电机。
(2) ① 要克服思维定势，敢于打破常规，有创新意识和创新精神；
② 要善于观察，注意容易被忽略的细节，把握机遇；
③ 要有坚韧不拔的科学精神和孜孜不倦、勇于探索的科学态度。
【知识点】
电磁感应现象、科学探究精神、突破思维定势
【点评】
本题通过法拉第发现电磁感应现象的史实，既考查了物理核心概念，又引导学生从科学家的探索历程中汲取科学观念，培养学生提取信息、归纳总结的能力，同时让学生体会到科学发现的艰辛与创新思维的重要性。
【难度系数】
0.8
对于第(1)问，首先从短文中法拉第探索“磁生电”的内容，结合物理知识，可确定“磁生电”对应的是电磁感应现象；然后回忆该现象在生活中的实际应用，发电机就是利用电磁感应原理工作的典型例子。
对于第(2)问，需要从短文描述的法拉第的探索过程和文末关于思维定势的总结中提炼要点：一是法拉第打破了“静电”“静磁”的思维框架，说明要克服思维定势、具备创新意识；二是法拉第经过长期艰苦探索才获得成功，体现了需要坚韧不拔的探索精神；三是他注意到开关通断瞬间电流计指针的短暂偏转，说明要善于观察细节、把握机遇。
【解析】
(1) 根据短文内容，法拉第发现的“磁生电”现象在物理学中被称为电磁感应现象；生活中发电机就是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的实际应用实例。
(2) 从法拉第的探索经历和短文传达的理念中，可总结出的科学观念有：
① 要克服思维定势，敢于打破常规，具备创新意识和创新精神；
② 要有坚韧不拔、孜孜不倦、勇于探索的科学态度和精神；
③ 要善于观察，留意细节，能够把握稍纵即逝的实验现象所带来的机遇。
【答案】
(1) 电磁感应现象；例如发电机。
(2) ① 要克服思维定势，敢于打破常规，有创新意识和创新精神；
② 要善于观察，注意容易被忽略的细节，把握机遇；
③ 要有坚韧不拔的科学精神和孜孜不倦、勇于探索的科学态度。
【知识点】
电磁感应现象、科学探究精神、突破思维定势
【点评】
本题通过法拉第发现电磁感应现象的史实，既考查了物理核心概念，又引导学生从科学家的探索历程中汲取科学观念，培养学生提取信息、归纳总结的能力，同时让学生体会到科学发现的艰辛与创新思维的重要性。
【难度系数】
0.8
1. 寒冬，为了给小鸡提供温暖的环境，小明制作了一个恒温箱，其原理如图 16-6-1 所示。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器 $R_1$、热敏电阻 $R_2$(安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小)、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝 $R_3$ 和 $R_4$ 等组成。调节 $R_1$ 阻值，闭合开关 $S_1$、$S_2$，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温比较平缓。
(1) 通电线圈上端是
(2) 电阻 $R_3$ 的阻值
(3) 将滑动变阻器 $R_1$ 的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将
(1) 通电线圈上端是
N
极，温度升高时，电磁铁磁性增强
；(2) 电阻 $R_3$ 的阻值
小于
(大于/小于)$R_4$；(3) 将滑动变阻器 $R_1$ 的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将
降低
。答案
N
增强
小于
降低
增强
小于
降低
解析
【分析】
1. 对于第一问：判断电磁铁极性用安培定则，右手握线圈，四指指向电流方向，大拇指指向N极；温度升高时，热敏电阻$R_2$阻值减小，控制电路总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律，电路电流增大，电磁铁磁性随电流增大而增强。
2. 对于第二问：温度升高到设定值，衔铁吸合，$R_3$被断开，仅$R_4$工作，降温平缓说明此时加热功率小；温度低时，$R_3$与$R_4$并联，加热功率大。根据$P=\frac{U^2}{R}$，电压不变，功率小对应电阻大，并联总电阻小于$R_4$，故$R_3$阻值小于$R_4$。
3. 对于第三问：$R_1$阻值调小，控制电路总电阻变小，相同温度下（$R_2$阻值相同）电路电流更大，会在更低温度时吸合衔铁，切换加热电路，故控制温度降低。
【解析】
(1) ① 根据安培定则：右手握住通电线圈，四指指向电流的流向（线圈下端流入，上端流出），大拇指所指的上端为N极；
② 温度升高时，热敏电阻$R_2$的阻值减小，控制电路的总电阻减小，由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知，控制电路的电流增大，电磁铁的磁性随电流的增大而增强。
(2) 当恒温箱内温度升高到设定值，电磁铁吸合衔铁，加热电路中$R_3$被断路，只有$R_4$工作，此时恒温箱降温平缓，说明加热功率较小；当温度较低时，衔铁断开，$R_3$与$R_4$并联，加热功率较大。根据$P=\frac{U^2}{R}$，电源电压$U$不变，功率越小，电阻越大，因此$R_4$的电阻大于$R_3$与$R_4$并联的总电阻；又因为并联电路的总电阻小于任一支路电阻，所以$R_3$的阻值小于$R_4$。
(3) 将滑动变阻器$R_1$的阻值调小后，控制电路的总电阻减小，在热敏电阻$R_2$阻值相同（即恒温箱内温度相同）时，控制电路的电流更大，会在更低的温度下，电流就达到能吸合电磁铁的电流值，衔铁吸合，加热电路切换为$R_4$工作，因此恒温箱控制的温度将降低。
【答案】
(1) N；增强
(2) 小于
(3) 降低
【知识点】
电磁继电器原理、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合恒温箱实际应用，综合考查电磁继电器的工作逻辑、欧姆定律及电功率的应用，需要将电路变化与温度变化的关系结合分析，理清控制电路和加热电路的联动关系是解题关键。
【难度系数】
0.6
1. 对于第一问：判断电磁铁极性用安培定则，右手握线圈，四指指向电流方向，大拇指指向N极；温度升高时，热敏电阻$R_2$阻值减小，控制电路总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律，电路电流增大，电磁铁磁性随电流增大而增强。
2. 对于第二问：温度升高到设定值，衔铁吸合，$R_3$被断开，仅$R_4$工作，降温平缓说明此时加热功率小；温度低时，$R_3$与$R_4$并联，加热功率大。根据$P=\frac{U^2}{R}$，电压不变，功率小对应电阻大，并联总电阻小于$R_4$，故$R_3$阻值小于$R_4$。
3. 对于第三问：$R_1$阻值调小，控制电路总电阻变小，相同温度下（$R_2$阻值相同）电路电流更大，会在更低温度时吸合衔铁，切换加热电路，故控制温度降低。
【解析】
(1) ① 根据安培定则：右手握住通电线圈，四指指向电流的流向（线圈下端流入，上端流出），大拇指所指的上端为N极；
② 温度升高时，热敏电阻$R_2$的阻值减小，控制电路的总电阻减小，由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知，控制电路的电流增大，电磁铁的磁性随电流的增大而增强。
(2) 当恒温箱内温度升高到设定值，电磁铁吸合衔铁，加热电路中$R_3$被断路，只有$R_4$工作，此时恒温箱降温平缓，说明加热功率较小；当温度较低时，衔铁断开，$R_3$与$R_4$并联，加热功率较大。根据$P=\frac{U^2}{R}$，电源电压$U$不变，功率越小，电阻越大，因此$R_4$的电阻大于$R_3$与$R_4$并联的总电阻；又因为并联电路的总电阻小于任一支路电阻，所以$R_3$的阻值小于$R_4$。
(3) 将滑动变阻器$R_1$的阻值调小后，控制电路的总电阻减小，在热敏电阻$R_2$阻值相同（即恒温箱内温度相同）时，控制电路的电流更大，会在更低的温度下，电流就达到能吸合电磁铁的电流值，衔铁吸合，加热电路切换为$R_4$工作，因此恒温箱控制的温度将降低。
【答案】
(1) N；增强
(2) 小于
(3) 降低
【知识点】
电磁继电器原理、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合恒温箱实际应用，综合考查电磁继电器的工作逻辑、欧姆定律及电功率的应用，需要将电路变化与温度变化的关系结合分析，理清控制电路和加热电路的联动关系是解题关键。
【难度系数】
0.6
