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12.图9所示的是“探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。将甲、乙两装置分别接在同一电源上，其中a、b、c、d四个相同的容器内密闭着等量空气。下列说法正确的是(
A.甲装置a、b容器内的电阻丝在相同时间内产生的热量之比为4:1
B.乙装置用来探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系
C.乙装置中，通电相同时间，c容器内电阻丝产生的热量比d容器的多
D.为了使甲装置中U形管中的液面高度差更明显，可将容器外的电阻换成大于5Ω的电阻
A
)A.甲装置a、b容器内的电阻丝在相同时间内产生的热量之比为4:1
B.乙装置用来探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系
C.乙装置中，通电相同时间，c容器内电阻丝产生的热量比d容器的多
D.为了使甲装置中U形管中的液面高度差更明显，可将容器外的电阻换成大于5Ω的电阻
答案
A
解析
【分析】
要解决本题，需结合焦耳定律$Q=I^2Rt$，利用串并联电路的电流、电阻特点，通过控制变量法分析甲、乙装置的实验原理，逐一判断选项。首先明确：甲装置中，b与外电阻并联后再与a串联；乙装置中，c与d串联。需根据串并联电流规律确定各电阻的电流关系，再结合焦耳定律分析热量多少。
【解析】
根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，结合串并联电路特点分析：
1. 分析选项A：
甲装置中，$R_a=5Ω$，$R_b=5Ω$，b与外电阻（5Ω）并联，因此通过b的电流为总电流的一半（$I_b=\frac{I}{2}$），通过a的电流等于总电流（$I_a=I$）。相同时间$t$内，产生的热量：
$Q_a=I_a^2R_a t=I^2×5×t$，
$Q_b=I_b^2R_b t=(\frac{I}{2})^2×5×t=\frac{I^2×5×t}{4}$，
则$Q_a:Q_b=4:1$，A正确。
2. 分析选项B：
乙装置中，$R_c=5Ω$与$R_d=10Ω$串联，电流相同、电阻不同，探究的是热量与电阻的关系，而非电流的关系，B错误。
3. 分析选项C：
乙装置中电流$I$相同，$R_c＜R_d$，根据$Q=I^2Rt$，相同时间内电阻越大产生热量越多，因此d容器电阻产生的热量更多，C错误。
4. 分析选项D：
甲装置中，若将容器外的电阻换成大于5Ω的电阻，并联部分总电阻变大，电路总电流变小，通过a的电流变小，a产生的热量减少，U形管液面高度差会变小，无法更明显，D错误。
【答案】
A
【知识点】
焦耳定律、串并联电路电流规律
【点评】
本题考查“探究电流产生热量的影响因素”的实验，需熟练运用串并联电路的电流特点，结合焦耳定律分析热量变化，易错点是甲装置中b的电流分配判断，需明确并联电阻的电流平分规律。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合焦耳定律$Q=I^2Rt$，利用串并联电路的电流、电阻特点，通过控制变量法分析甲、乙装置的实验原理，逐一判断选项。首先明确：甲装置中，b与外电阻并联后再与a串联；乙装置中，c与d串联。需根据串并联电流规律确定各电阻的电流关系，再结合焦耳定律分析热量多少。
【解析】
根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，结合串并联电路特点分析：
1. 分析选项A：
甲装置中，$R_a=5Ω$，$R_b=5Ω$，b与外电阻（5Ω）并联，因此通过b的电流为总电流的一半（$I_b=\frac{I}{2}$），通过a的电流等于总电流（$I_a=I$）。相同时间$t$内，产生的热量：
$Q_a=I_a^2R_a t=I^2×5×t$，
$Q_b=I_b^2R_b t=(\frac{I}{2})^2×5×t=\frac{I^2×5×t}{4}$，
则$Q_a:Q_b=4:1$，A正确。
2. 分析选项B：
乙装置中，$R_c=5Ω$与$R_d=10Ω$串联，电流相同、电阻不同，探究的是热量与电阻的关系，而非电流的关系，B错误。
3. 分析选项C：
乙装置中电流$I$相同，$R_c＜R_d$，根据$Q=I^2Rt$，相同时间内电阻越大产生热量越多，因此d容器电阻产生的热量更多，C错误。
4. 分析选项D：
甲装置中，若将容器外的电阻换成大于5Ω的电阻，并联部分总电阻变大，电路总电流变小，通过a的电流变小，a产生的热量减少，U形管液面高度差会变小，无法更明显，D错误。
【答案】
A
【知识点】
焦耳定律、串并联电路电流规律
【点评】
本题考查“探究电流产生热量的影响因素”的实验，需熟练运用串并联电路的电流特点，结合焦耳定律分析热量变化，易错点是甲装置中b的电流分配判断，需明确并联电阻的电流平分规律。
【难度系数】
0.5
13.图10是一种温度自动报警器的原理图。当温度达到92℃时，关于该报警器，下列说法正确的是(
A.红灯不亮，电铃不响
B.绿灯不亮，电铃不响
C.红灯亮，同时电铃响
D.绿灯亮，同时电铃响
C
)A.红灯不亮，电铃不响
B.绿灯不亮，电铃不响
C.红灯亮，同时电铃响
D.绿灯亮，同时电铃响
答案
C
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确温度自动报警器的结构：左侧是控制电路（含温度计、汞、金属丝、电磁铁），右侧是工作电路（含绿灯、红灯、电铃）。解题思路：1. 判断温度达到92℃时控制电路是否导通：汞是导体，温度升高到92℃时，汞柱与金属丝接触，控制电路接通，电磁铁获得磁性；2. 分析电磁铁有磁性时衔铁的状态：电磁铁吸引衔铁向下，改变工作电路的触点连接；3. 据此判断工作电路中各用电器的工作状态。
【解析】
1. 控制电路分析：温度计中的汞是导体，当温度达到92℃时，汞柱上升与金属丝接触，控制电路导通，电磁铁中有电流通过，产生磁性。
2. 工作电路分析：电磁铁有磁性后，吸引衔铁向下运动，使工作电路的上触点断开、下触点闭合。此时，绿灯所在电路因上触点断开而不工作；红灯和电铃所在电路因下触点闭合而接通，因此红灯亮，同时电铃响。
综上，选项C正确。
【答案】
C
【知识点】
电磁继电器、电磁铁应用
【点评】
本题是电磁继电器在温度报警中的典型应用，需区分控制电路与工作电路的逻辑，理解电磁铁对衔铁的控制作用，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需先明确温度自动报警器的结构：左侧是控制电路（含温度计、汞、金属丝、电磁铁），右侧是工作电路（含绿灯、红灯、电铃）。解题思路：1. 判断温度达到92℃时控制电路是否导通：汞是导体，温度升高到92℃时，汞柱与金属丝接触，控制电路接通，电磁铁获得磁性；2. 分析电磁铁有磁性时衔铁的状态：电磁铁吸引衔铁向下，改变工作电路的触点连接；3. 据此判断工作电路中各用电器的工作状态。
【解析】
1. 控制电路分析：温度计中的汞是导体，当温度达到92℃时，汞柱上升与金属丝接触，控制电路导通，电磁铁中有电流通过，产生磁性。
2. 工作电路分析：电磁铁有磁性后，吸引衔铁向下运动，使工作电路的上触点断开、下触点闭合。此时，绿灯所在电路因上触点断开而不工作；红灯和电铃所在电路因下触点闭合而接通，因此红灯亮，同时电铃响。
综上，选项C正确。
【答案】
C
【知识点】
电磁继电器、电磁铁应用
【点评】
本题是电磁继电器在温度报警中的典型应用，需区分控制电路与工作电路的逻辑，理解电磁铁对衔铁的控制作用，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
14.同学们做了一组实验探究电与磁之间的联系,如图11所示。
(1)如图11甲所示,开关闭合前,小磁针静止时a端指向北方,则a端是小磁针的
(2)利用图11乙所示的装置研究磁场对电流的作用时,应在M、N之间接入
(3)如图11丙所示,电磁铁磁性的强弱与
(1)如图11甲所示,开关闭合前,小磁针静止时a端指向北方,则a端是小磁针的
N
(选填“N”或“S”)极,这是因为地球周围存在磁场
;闭合开关,观察到小磁针发生偏转,说明电流周围存在磁场
。(2)利用图11乙所示的装置研究磁场对电流的作用时,应在M、N之间接入
电源
(选填“灵敏电流计”或“电源”);磁场对电流的作用方向与磁场方向、电流
方向有关。(3)如图11丙所示,电磁铁磁性的强弱与
线圈匝数
有关。大头针互相排斥,原因是大头针被电磁铁磁化
,同名磁极互相排斥。通电铁钉A的上端为S
(选填“N”或“S”)极。答案
(1)N；磁场；电流周围存在磁场
(2)电源；电流
(3)线圈匝数；磁化；S
(2)电源；电流
(3)线圈匝数；磁化；S
解析
【分析】
本题围绕电与磁的相关实验展开，需结合地磁场、电流的磁效应、磁场对电流的作用、电磁铁的特性等知识点逐一分析：
1. 对于甲图：小磁针静止时指向北方的是N极，源于地球的地磁场；闭合开关后小磁针偏转，是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场。
2. 对于乙图：研究磁场对电流的作用时，需要给导体通入电流，因此M、N间需接电源；磁场对电流的作用方向与磁场方向、电流方向有关。
3. 对于丙图：两个电磁铁串联，电流相同、铁芯相同，线圈匝数不同，可探究磁性强弱与线圈匝数的关系；大头针被电磁铁磁化后，同名磁极相互排斥；用安培定则可判断电磁铁A的磁极。
【解析】
(1) 小磁针静止时，N极指向地理北方，因此a端是N极；地球周围存在地磁场，使小磁针指向南北；闭合开关后小磁针偏转，说明电流周围存在磁场（奥斯特实验结论）。
(2) 研究磁场对电流的作用时，需要让导体中有电流通过，因此M、N之间应接入电源；磁场对电流的作用方向与磁场方向、电流方向有关。
(3) 图丙中，两个电磁铁串联，电流大小相同、铁芯相同，线圈匝数不同，因此探究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系；大头针靠近电磁铁时被磁化，同名磁极相互排斥，所以大头针互相排斥；根据安培定则，电流从电源正极流出，结合电磁铁A的线圈绕向，可判断其上端为S极。
【答案】
(1)N；磁场；电流周围存在磁场
(2)电源；电流
(3)线圈匝数；磁化；S
【知识点】
地磁场、电流的磁效应、电磁铁
【点评】
本题是电与磁的基础实验综合题，涵盖了奥斯特实验、磁场对电流的作用、电磁铁的核心知识点，考查学生对电磁学基础概念的理解与应用，属于中等难度的基础题型。
【难度系数】
0.6
本题围绕电与磁的相关实验展开，需结合地磁场、电流的磁效应、磁场对电流的作用、电磁铁的特性等知识点逐一分析：
1. 对于甲图：小磁针静止时指向北方的是N极，源于地球的地磁场；闭合开关后小磁针偏转，是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场。
2. 对于乙图：研究磁场对电流的作用时，需要给导体通入电流，因此M、N间需接电源；磁场对电流的作用方向与磁场方向、电流方向有关。
3. 对于丙图：两个电磁铁串联，电流相同、铁芯相同，线圈匝数不同，可探究磁性强弱与线圈匝数的关系；大头针被电磁铁磁化后，同名磁极相互排斥；用安培定则可判断电磁铁A的磁极。
【解析】
(1) 小磁针静止时，N极指向地理北方，因此a端是N极；地球周围存在地磁场，使小磁针指向南北；闭合开关后小磁针偏转，说明电流周围存在磁场（奥斯特实验结论）。
(2) 研究磁场对电流的作用时，需要让导体中有电流通过，因此M、N之间应接入电源；磁场对电流的作用方向与磁场方向、电流方向有关。
(3) 图丙中，两个电磁铁串联，电流大小相同、铁芯相同，线圈匝数不同，因此探究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系；大头针靠近电磁铁时被磁化，同名磁极相互排斥，所以大头针互相排斥；根据安培定则，电流从电源正极流出，结合电磁铁A的线圈绕向，可判断其上端为S极。
【答案】
(1)N；磁场；电流周围存在磁场
(2)电源；电流
(3)线圈匝数；磁化；S
【知识点】
地磁场、电流的磁效应、电磁铁
【点评】
本题是电与磁的基础实验综合题，涵盖了奥斯特实验、磁场对电流的作用、电磁铁的核心知识点，考查学生对电磁学基础概念的理解与应用，属于中等难度的基础题型。
【难度系数】
0.6
