10.（跨学科 学科综合）如图所示，有一种利用盐差能发电的装置，甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域，分别加入海水和纯水，微粒在永不停息地做无规则运动，甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，乙渗透膜只能让带负电的氯离子通过，容器就变成了电源，把小灯泡接入电路，闭合开关，小灯泡可发光。下列说法正确的是（）

A.该发电装置左边是电源的负极
B.通过小灯泡的电流方向是从a到b
C.该发电装置内部，只有电子在发生定向移动
D.该发电装置不做任何改变，可以一直工作下去，并且很环保

10. B 【点拨】该发电装置左边是电源的正极，因为容器的左端集结的是正电荷，故A错误；通过小灯泡的电流方向是从a到b，故B正确；该发电装置内部，带正电的钠离子和带负电的氯离子同时在发生定向移动，故C错误；该发电装置不做任何改变，不能一直工作下去，因为海水中离子的数量不是无限的，故D错误；故选B。

【分析】
要解决这道题，需结合离子移动规律、电流方向规定分析：首先根据渗透膜的特性判断电源正负极，再依据电源外部电流方向规律确定小灯泡的电流方向，同时明确发电装置的导电粒子和工作特点，逐一分析选项。具体来说，甲渗透膜允许带正电的钠离子通过，乙渗透膜允许带负电的氯离子通过，微粒无规则运动使离子定向移动，进而形成电源，再结合电流方向规则判断各选项。
【解析】
根据题意，甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过，乙渗透膜只能让带负电的氯离子通过。由于微粒永不停息做无规则运动，海水中的钠离子通过甲膜向左移动，容器左端积累正电荷，成为电源正极；氯离子通过乙膜向右移动，容器右端积累负电荷，成为电源负极。
选项A：电源左端是正极，不是负极，A错误；
选项B：电源外部电流从正极流向负极，路径为“左端→开关→小灯泡a→小灯泡b→右端”，因此通过小灯泡的电流方向是从a到b，B正确；
选项C：发电装置内部，是带正电的钠离子和带负电的氯离子定向移动导电，不是电子，C错误；
选项D：海水中的离子数量有限，当离子移动到两侧后无法持续移动，装置不能一直工作，D错误。
【答案】
B
【知识点】
电流的方向；电源正负极判断；离子导电
【点评】
本题为跨学科综合题，结合物理电学与化学离子运动知识，考查学生对电源原理、电流方向的理解，需融会贯通不同学科知识，难度中等。
【难度系数】
0.5

11.(新考法 角度新)如图所示的为“扫吸一体”智能机器人净化空气工作原理图。空气进入除尘区，放电极A让空气中的尘埃颗粒带上负电后，尘埃颗粒向带正电的集尘板B迁移，以达到除尘的目的。尘埃颗粒靠向集尘板是因为异种电荷互相，此时的电流方向是从（填“A→B”或“B→A”）。

11. 吸引；B→A 【点拨】放电极A放电，尘埃颗粒带负电，集尘板B带正电，由于异种电荷互相吸引，所以其中尘埃颗粒会向设备的集尘板运动；正电荷定向移动方向为电流方向，尘埃颗粒带上负电后向带正电的集尘板B移动，电流方向与负电荷定向移动方向相反，因此电流方向是从B到A。

【分析】
本题考查电荷间的相互作用和电流方向的判断，解题时，先依据电荷的基本性质判断尘埃颗粒迁移的原因，再根据电流方向的规定（正电荷定向移动方向为电流方向，负电荷定向移动方向与电流方向相反）确定电流方向。
【解析】
1. 根据电荷间的相互作用规律：异种电荷相互吸引，同种电荷相互排斥。题目中尘埃颗粒带负电，集尘板B带正电，二者为异种电荷，因此尘埃颗粒向集尘板B迁移，故第一个空填“吸引”。
2. 电流方向的规定是：正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动的方向与电流方向相反。本题中，带负电的尘埃颗粒向集尘板B移动，说明负电荷的移动方向是A→B，那么电流方向与负电荷移动方向相反，即为B→A。
【答案】
吸引；B→A
【知识点】
电荷间的相互作用、电流方向的规定
【点评】
本题结合空气净化的实际场景，考查电学基础概念，难度较低，需要学生准确掌握电荷间的作用规律和电流方向的判断方法。
【难度系数】
0.8

12. 如图所示的为某项目化学习小组发明的“摩擦纳米电池”。他们将两种不同的纳米材料摩擦，用导线将电池的A、B端与灯泡以及开关串联，闭合开关，灯泡发光。他们想了解此时电池的正极是哪端。请你帮他们设计实验并进行判断。他们准备了若干导线、一个有正负极标记的发光二极管和一个开关。接下来的操作是
。若观察到，则说明该电池的A端为正极。

12. 将发光二极管和开关串联接入电路，二极管的正极和该电池的A端连接，闭合开关观察二极管是否能够发光；二极管发光

【分析】
要判断摩擦纳米电池的正负极，可利用发光二极管的单向导电性：电流从二极管正极流入、负极流出时二极管发光，反之则不发光。据此设计实验，将二极管接入电路，通过二极管的发光情况判断电池正负极。
【解析】
实验操作：将发光二极管和开关串联接入电路，使二极管的正极与电池的A端连接，二极管的负极与电池的B端连接，闭合开关后观察二极管的发光情况。若二极管发光，说明电流从二极管正极流入、负极流出，此时电池的A端为正极。
【答案】
将发光二极管和开关串联接入电路，二极管的正极和该电池的A端连接，闭合开关观察二极管是否能够发光；二极管发光
【知识点】
二极管单向导电性、电源正负极判断
【点评】
本题利用发光二极管的单向导电性设计实验判断电源正负极，考查学生对二极管特性的理解和基础实验设计能力，属于电学基础应用类题目。
【难度系数】
0.6

13. (科学思维 科学推理) 科技馆中有一个游客体验项目——“静电滚球”，如图甲所示，当转动手轮时，电路接通，托盘上的金属小球会径直冲向中心半球，而当金属小球触碰到中心半球时，会立刻四散开来，直到抵达托盘边缘，金属小球又会向中心跑去，如此周而复始。其内部构造如图乙所示。

(1)小荣查阅资料后了解到，金属小球本身并不带电，但转动手轮后，会使中心半球带负电荷，吸引金属小球冲向中心半球。请叙述为什么金属小球在碰到中心半球后，会立刻四散开来：。
(2)在金属小球触碰到托盘边缘时，金属小球上携带的电荷会被导入大地，金属小球重新变为不带电状态，则在电荷被导入大地的过程中，接地线上电流的方向为（填“从边缘流向大地”或“从大地流向边缘”）。

13. (1)当金属小球触碰到带负电的中心半球时，金属小球带上负电荷，同种电荷相互排斥，所以金属小球四散开来
(2)从大地流向边缘

【分析】
第(1)问：金属小球原本不带电，接触带负电的中心半球时会发生电荷转移，使小球带上与中心半球相同的负电荷；根据电荷间的相互作用规律，同种电荷相互排斥，因此小球会被推开四散。第(2)问：金属小球带负电，电荷导入大地时，负电荷移动方向是从边缘到大地；电流方向规定为正电荷定向移动的方向，与负电荷移动方向相反，据此判断电流方向。
【解析】
(1) 当金属小球接触带负电的中心半球时，金属小球通过接触起电带上负电荷，由于同种电荷相互排斥，所以金属小球会立刻四散开来。
(2) 金属小球带负电，电荷导入大地时，负电荷从边缘移动到大地；电流方向规定为正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动方向相反，因此接地线上电流的方向为从大地流向边缘。
【答案】
(1) 当金属小球触碰到带负电的中心半球时，金属小球带上负电荷，同种电荷相互排斥，所以金属小球四散开来；(2) 从大地流向边缘
【知识点】
电荷间的相互作用、电流的方向
【点评】
本题结合实际体验项目考查静电相关知识，需掌握接触起电、电荷间相互作用及电流方向的规定，注重物理概念的实际应用。
【难度系数】
0.4