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12.下图是一个水位自动报警器的原理图。水位到达金属块A之后，
12题图
13题图
红
（选填“红”或“绿”）灯亮；当绿灯亮时电磁铁无
（选填“有”或“无”）磁性。12题图
13题图
答案
12. 红 无
解析
【分析】
要解决这道题，需明确电磁继电器的工作逻辑：它分为控制电路和工作电路两部分，水位变化会影响控制电路的通断，进而控制电磁铁的磁性，最终改变工作电路中用电器的工作状态。解题时先判断水位到达金属块A时控制电路的状态，再推导电磁铁磁性和工作电路的灯；再反过来分析绿灯亮时的电路状态。
【解析】
1. 当水位到达金属块A后，控制电路接通，电磁铁通电产生磁性，吸引衔铁向下运动，此时红灯所在的工作电路闭合，绿灯所在的工作电路断开，因此红灯亮；
2. 当绿灯亮时，衔铁未被电磁铁吸引，说明控制电路处于断开状态，电磁铁中无电流通过，因此电磁铁无磁性。
【答案】
红；无
【知识点】
电磁继电器、电磁铁的磁性
【点评】
本题结合水位报警器的实际场景，考查电磁继电器的工作原理，属于基础应用类题目，需掌握控制电路与工作电路的联动关系，难度适中。
【难度系数】
0.3
要解决这道题，需明确电磁继电器的工作逻辑：它分为控制电路和工作电路两部分，水位变化会影响控制电路的通断，进而控制电磁铁的磁性，最终改变工作电路中用电器的工作状态。解题时先判断水位到达金属块A时控制电路的状态，再推导电磁铁磁性和工作电路的灯；再反过来分析绿灯亮时的电路状态。
【解析】
1. 当水位到达金属块A后，控制电路接通，电磁铁通电产生磁性，吸引衔铁向下运动，此时红灯所在的工作电路闭合，绿灯所在的工作电路断开，因此红灯亮；
2. 当绿灯亮时，衔铁未被电磁铁吸引，说明控制电路处于断开状态，电磁铁中无电流通过，因此电磁铁无磁性。
【答案】
红；无
【知识点】
电磁继电器、电磁铁的磁性
【点评】
本题结合水位报警器的实际场景，考查电磁继电器的工作原理，属于基础应用类题目，需掌握控制电路与工作电路的联动关系，难度适中。
【难度系数】
0.3
13.如图所示电路中电源电压保持不变,灯泡L标有“6 V 3 W”字样。当开关S闭合时,灯泡L正常发光,电流表的示数为0.8 A,则电阻R=
20
Ω;由于电池使用过久,电源实际电压只有4.8 V,则该灯泡工作的实际功率为1.92
W(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。答案
13. 20 1.92
解析
【分析】首先判断电路为灯泡L与电阻R并联，开关闭合时灯泡正常发光，说明灯泡两端电压等于额定电压，即电源电压为6V。先利用灯泡额定参数算出额定电流，结合并联电路电流规律得到通过R的电流，进而求出R的阻值；再根据灯泡电阻不变，用实际电压计算实际功率。
【解析】1. 开关闭合时灯泡正常发光，电源电压U=U额=6V。灯泡额定电流：I额=P额/U额=3W/6V=0.5A。并联电路干路电流等于支路电流之和，故通过R的电流：I_R=I - I额=0.8A - 0.5A=0.3A。电阻R的阻值：R=U/I_R=6V/0.3A=20Ω。2. 灯泡电阻：R_L=U额²/P额=(6V)²/3W=12Ω。电源实际电压U实=4.8V，灯泡实际功率：P实=U实²/R_L=(4.8V)²/12Ω=1.92W。
【答案】20；1.92
【知识点】并联电路特点、电功率计算
【点评】本题考查并联电路规律与电功率计算，核心是利用灯泡正常发光时电压等于额定电压，且灯丝电阻不变，属于基础电学计算题，注重公式应用。
【难度系数】0.6
【解析】1. 开关闭合时灯泡正常发光，电源电压U=U额=6V。灯泡额定电流：I额=P额/U额=3W/6V=0.5A。并联电路干路电流等于支路电流之和，故通过R的电流：I_R=I - I额=0.8A - 0.5A=0.3A。电阻R的阻值：R=U/I_R=6V/0.3A=20Ω。2. 灯泡电阻：R_L=U额²/P额=(6V)²/3W=12Ω。电源实际电压U实=4.8V，灯泡实际功率：P实=U实²/R_L=(4.8V)²/12Ω=1.92W。
【答案】20；1.92
【知识点】并联电路特点、电功率计算
【点评】本题考查并联电路规律与电功率计算，核心是利用灯泡正常发光时电压等于额定电压，且灯丝电阻不变，属于基础电学计算题，注重公式应用。
【难度系数】0.6
14. 经公开征集评选，近日，中国载人月球探测任务的登月服和载人月球车的名称已经确定，登月服命名为“望宇”，载人月球车命名为“探索”。月球车利用太阳能电池板为车上仪器和设备提供电能，太阳能属于
可再生
（选填“可再生”或“不可再生”）能源；月球车拍摄的实时画面是通过电磁波
传回地面指挥中心的。答案
14. 可再生 电磁波
解析
【分析】
解题思路：第一空需根据可再生能源的定义判断太阳能的类别，可再生能源是可源源不断从自然界获取的能源，太阳能符合该特征；第二空要考虑月球与地面间为真空环境，声音无法在真空中传播，而电磁波可在真空中传播，因此画面通过电磁波传回地面。
【解析】
1. 能源分类：可再生能源是指能够源源不断从自然界得到补充的能源，太阳能可以长期持续获取，属于可再生能源；
2. 信息传递：月球与地面之间是真空，真空不能传声，电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，因此月球车拍摄的实时画面通过电磁波传回地面指挥中心。
【答案】可再生；电磁波
【知识点】能源的分类；电磁波的应用
【点评】本题考查能源分类和电磁波的应用，均为物理基础知识点，侧重对核心概念的理解，难度较低，适合巩固基础。
【难度系数】0.8
解题思路：第一空需根据可再生能源的定义判断太阳能的类别，可再生能源是可源源不断从自然界获取的能源，太阳能符合该特征；第二空要考虑月球与地面间为真空环境，声音无法在真空中传播，而电磁波可在真空中传播，因此画面通过电磁波传回地面。
【解析】
1. 能源分类：可再生能源是指能够源源不断从自然界得到补充的能源，太阳能可以长期持续获取，属于可再生能源；
2. 信息传递：月球与地面之间是真空，真空不能传声，电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，因此月球车拍摄的实时画面通过电磁波传回地面指挥中心。
【答案】可再生；电磁波
【知识点】能源的分类；电磁波的应用
【点评】本题考查能源分类和电磁波的应用，均为物理基础知识点，侧重对核心概念的理解，难度较低，适合巩固基础。
【难度系数】0.8
15.如图甲所示,电源电压$U=12\ \mathrm{V}$,灯泡L的额定电压为9 V,其电流与电压的关系如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为$10\ \Omega$,则灯泡L正常发光时,1 s内电流对灯泡L做的功为
15题图
13.5
J。在调节滑动变阻器的过程中,灯泡L消耗电功率的最小值是2
W。15题图
答案
15. 13.5 2 解析：灯泡正常发光时的电压为9 V,由图像可知,灯泡正常发光时的电流$I_\mathrm{L}=1.5\ \mathrm{A}$,1 s内电流做的功为$W = Pt = UIt =9\ \mathrm{V} × 1.5\ \mathrm{A} × 1\ \mathrm{s} =13.5\ \mathrm{J}$。由电路图可知,R与L串联,当滑动变阻器连入电路的电阻最大时,电流最小,灯泡L消耗的电功率最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电路中各处的电流相等,所以$U_\mathrm{总} = U_\mathrm{L}' + I'R$,即$12\ \mathrm{V} = U_\mathrm{L}' + I' × 10\ \Omega$,由图像可知,当电路中的电流为1 A时,灯泡两端电压为2 V,且满足上述等式,则灯泡的最小功率为$P_{\mathrm{L小}} = U_\mathrm{L}'I' =2\ \mathrm{V} × 1\ \mathrm{A} =2\ \mathrm{W}$。
解析
【分析】
要解决本题，分两步分析：①灯泡正常发光时，其电压等于额定电压9V，需从图乙中找到该电压对应的电流，再利用电功公式计算1s内电流做的功；②灯泡功率最小时，滑动变阻器接入最大阻值，根据串联电路电压规律，总电压等于灯泡电压与滑动变阻器电压之和，结合图乙找到满足该规律的电流和灯泡电压，进而计算最小功率。
【解析】
1. 灯泡正常发光时，电压等于额定电压$U_{\mathrm{额}}=9\ \mathrm{V}$，由图乙可知，此时通过灯泡的电流$I_{\mathrm{额}}=1.5\ \mathrm{A}$。根据电功公式$W=UIt$，1s内电流对灯泡做的功：
$W=U_{\mathrm{额}}I_{\mathrm{额}}t=9\ \mathrm{V} × 1.5\ \mathrm{A} × 1\ \mathrm{s}=13.5\ \mathrm{J}$。
2. 由图甲可知，滑动变阻器$R$与灯泡$L$串联，当滑动变阻器接入最大阻值$R=10\ \Omega$时，电路电流最小，灯泡功率最小。根据串联电路电压规律，总电压$U=U_{\mathrm{L}}'+I'R$，即$12\ \mathrm{V}=U_{\mathrm{L}}'+I' × 10\ \Omega$。结合图乙，当电路电流$I'=1\ \mathrm{A}$时，灯泡两端电压$U_{\mathrm{L}}'=2\ \mathrm{V}$，满足上述等式。因此灯泡消耗的最小电功率：
$P_{\mathrm{小}}=U_{\mathrm{L}}'I'=2\ \mathrm{V} × 1\ \mathrm{A}=2\ \mathrm{W}$。
【答案】
13.5；2
【知识点】
电功计算；串联电路电压规律；电功率计算
【点评】
本题结合串联电路特点与电流-电压图像，考查学生从图像提取信息并运用电学公式解题的综合能力，是电学综合应用的典型题型。
【难度系数】
0.5
要解决本题，分两步分析：①灯泡正常发光时，其电压等于额定电压9V，需从图乙中找到该电压对应的电流，再利用电功公式计算1s内电流做的功；②灯泡功率最小时，滑动变阻器接入最大阻值，根据串联电路电压规律，总电压等于灯泡电压与滑动变阻器电压之和，结合图乙找到满足该规律的电流和灯泡电压，进而计算最小功率。
【解析】
1. 灯泡正常发光时，电压等于额定电压$U_{\mathrm{额}}=9\ \mathrm{V}$，由图乙可知，此时通过灯泡的电流$I_{\mathrm{额}}=1.5\ \mathrm{A}$。根据电功公式$W=UIt$，1s内电流对灯泡做的功：
$W=U_{\mathrm{额}}I_{\mathrm{额}}t=9\ \mathrm{V} × 1.5\ \mathrm{A} × 1\ \mathrm{s}=13.5\ \mathrm{J}$。
2. 由图甲可知，滑动变阻器$R$与灯泡$L$串联，当滑动变阻器接入最大阻值$R=10\ \Omega$时，电路电流最小，灯泡功率最小。根据串联电路电压规律，总电压$U=U_{\mathrm{L}}'+I'R$，即$12\ \mathrm{V}=U_{\mathrm{L}}'+I' × 10\ \Omega$。结合图乙，当电路电流$I'=1\ \mathrm{A}$时，灯泡两端电压$U_{\mathrm{L}}'=2\ \mathrm{V}$，满足上述等式。因此灯泡消耗的最小电功率：
$P_{\mathrm{小}}=U_{\mathrm{L}}'I'=2\ \mathrm{V} × 1\ \mathrm{A}=2\ \mathrm{W}$。
【答案】
13.5；2
【知识点】
电功计算；串联电路电压规律；电功率计算
【点评】
本题结合串联电路特点与电流-电压图像，考查学生从图像提取信息并运用电学公式解题的综合能力，是电学综合应用的典型题型。
【难度系数】
0.5
四、应用题
16. 在图中,标出电源正负极和小磁针的N极,以及磁感线方向。
16. 在图中,标出电源正负极和小磁针的N极,以及磁感线方向。
答案
16. 如答图所示
解析
【分析】
要解决本题，需结合磁学相关规律分析：首先，磁体外部的磁感线从N极出发回到S极，可据此确定磁感线方向；其次，利用安培定则（右手螺旋定则），结合螺线管的N极位置判断电流方向，进而确定电源正负极；最后，根据磁极间的相互作用（异名磁极相互吸引）确定小磁针的N极。
【解析】
1. 确定磁感线方向：已知螺线管左端为N极，右端为S极，根据磁体外部磁感线从N极指向S极的特点，可知磁感线方向为从左向右（沿图中虚线箭头指向右）。
2. 判断电源正负极：根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（左端），四指弯曲方向为电流流向，观察螺线管绕线，电流从螺线管右端流入、左端流出，因此电源右端为正极，左端为负极。
3. 确定小磁针的N极：螺线管右端为S极，根据异名磁极相互吸引，小磁针靠近螺线管的左端为N极。
【答案】
如答图所示
【知识点】
安培定则、磁感线、磁极间的相互作用
【点评】
本题考查磁学基础规律的综合应用，是初中物理磁学部分的典型题型，需熟练掌握相关规律才能准确解题。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合磁学相关规律分析：首先，磁体外部的磁感线从N极出发回到S极，可据此确定磁感线方向；其次，利用安培定则（右手螺旋定则），结合螺线管的N极位置判断电流方向，进而确定电源正负极；最后，根据磁极间的相互作用（异名磁极相互吸引）确定小磁针的N极。
【解析】
1. 确定磁感线方向：已知螺线管左端为N极，右端为S极，根据磁体外部磁感线从N极指向S极的特点，可知磁感线方向为从左向右（沿图中虚线箭头指向右）。
2. 判断电源正负极：根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（左端），四指弯曲方向为电流流向，观察螺线管绕线，电流从螺线管右端流入、左端流出，因此电源右端为正极，左端为负极。
3. 确定小磁针的N极：螺线管右端为S极，根据异名磁极相互吸引，小磁针靠近螺线管的左端为N极。
【答案】
如答图所示
【知识点】
安培定则、磁感线、磁极间的相互作用
【点评】
本题考查磁学基础规律的综合应用，是初中物理磁学部分的典型题型，需熟练掌握相关规律才能准确解题。
【难度系数】
0.5
17.上图是小明家的部分电路,请在括号内标出相线和中性线,并将拉线开关控制的灯泡连入电路中。
答案
如答图所示
解析
【分析】要解决这个问题，分两步：第一步判断相线和中性线，利用测电笔的特性——接触相线时氖管发光，接触中性线不发光，图中测电笔氖管发光，说明被测导线是相线，因此下方的线为相线，上方的为中性线；第二步连接开关控制的灯泡，家庭电路中开关需接在相线上，断开开关时切断相线，保证安全，灯泡的顶端接线柱接开关，螺旋套接中性线，这样连接符合安全要求，所以需要将开关的下端与灯泡的顶端连接起来。
【解析】1. 相线与中性线的判断：测电笔的工作原理是，当笔尖接触相线时，电流通过测电笔、人体流入大地，氖管发光；接触中性线时，无电流，氖管不发光。图中测电笔氖管发光，说明被测的是相线，因此图中下方为相线，上方为中性线。2. 灯泡与开关的连接：家庭电路中，开关应串联在相线与用电器之间，这样断开开关时，用电器与相线断开，避免触电。因此，将拉线开关未连接的下端与灯泡的顶端接线柱连接，灯泡的螺旋套接在中性线上，完成正确连接。
【答案】
【知识点】测电笔的使用；家庭电路的连接
【点评】本题考查家庭电路中相线的判断和开关控制灯泡的正确接法，是家庭电路安全用电的基础知识点，难度适中，属于学生应掌握的基础题。
【难度系数】0.6
【解析】1. 相线与中性线的判断：测电笔的工作原理是，当笔尖接触相线时，电流通过测电笔、人体流入大地，氖管发光；接触中性线时，无电流，氖管不发光。图中测电笔氖管发光，说明被测的是相线，因此图中下方为相线，上方为中性线。2. 灯泡与开关的连接：家庭电路中，开关应串联在相线与用电器之间，这样断开开关时，用电器与相线断开，避免触电。因此，将拉线开关未连接的下端与灯泡的顶端接线柱连接，灯泡的螺旋套接在中性线上，完成正确连接。
【答案】
【知识点】测电笔的使用；家庭电路的连接
【点评】本题考查家庭电路中相线的判断和开关控制灯泡的正确接法，是家庭电路安全用电的基础知识点，难度适中，属于学生应掌握的基础题。
【难度系数】0.6
