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20. 小塘受奥斯特实验的启发，产生了探究通电直导线周围磁场的兴趣，探究过程如下：
(1)按如图所示连接好电路，放上能自由转动的小磁针，调节
(2)闭合开关，使电路处于短路状态，这样做的目的是增大
(3)闭合开关后，图中的小磁针N极将
(1)按如图所示连接好电路，放上能自由转动的小磁针，调节
直导线
(填“直导线”或“小磁针”)的位置，使小磁针静止时与直导线平行。(2)闭合开关，使电路处于短路状态，这样做的目的是增大
电流
，从而增强电流的磁场。(3)闭合开关后，图中的小磁针N极将
指向纸面外
(填“指向纸面内”或“指向纸面外”)，在其他实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针的转动方向将改变
(填“不改变”或“改变”)。答案
直导线
电流
指向纸面外
改变
电流
指向纸面外
改变
解析
【分析】
本题围绕奥斯特实验展开，解题思路如下：
1. 第(1)问：奥斯特实验中，需让直导线与小磁针初始静止方向平行，才能清晰观察电流磁场对小磁针的作用，因此要调节直导线的位置，使小磁针静止时与直导线平行。
2. 第(2)问：短路时电路电阻极小，根据欧姆定律，电压一定时电阻越小电流越大，增大电流可增强电流的磁场，因此闭合开关短路是为了增大电流。
3. 第(3)问：先确定直导线中电流方向，再用安培定则判断磁场方向；磁场方向与电流方向、所处位置（导线上下）有关，位置改变则磁场方向改变，小磁针转动方向随之改变。
【解析】
(1) 奥斯特实验中，为便于观察电流产生的磁场对小磁针的偏转作用，需调节直导线的位置，使小磁针静止时与直导线平行，故填直导线。
(2) 闭合开关使电路处于短路状态，此时电路电阻很小，根据欧姆定律 $I=\frac{U}{R}$，电压一定时，电阻越小电流越大，电流越大电流的磁场越强，因此目的是增大电流。
(3) 直导线中电流方向：电源正极在右侧，电流从正极流出，经开关流入直导线右端，从直导线左端流回电源负极，即电流方向为从右向左。根据安培定则：右手握住直导线，大拇指指向电流方向（向左），四指环绕方向为磁场方向，直导线下方的磁场方向垂直纸面外，因此小磁针N极指向纸面外；小磁针移到直导线上方时，该处磁场方向与下方相反，所以小磁针转动方向将改变。
【答案】
直导线；电流；指向纸面外；改变
【知识点】
奥斯特实验；电流的磁场；安培定则
【点评】
本题是电磁学基础实验题，考查奥斯特实验的操作要点、电流对磁场的影响及安培定则的应用，需学生理解通电直导线周围磁场的方向规律，难度适中，是学生需掌握的核心知识点。
【难度系数】
0.5
本题围绕奥斯特实验展开，解题思路如下：
1. 第(1)问：奥斯特实验中，需让直导线与小磁针初始静止方向平行，才能清晰观察电流磁场对小磁针的作用，因此要调节直导线的位置，使小磁针静止时与直导线平行。
2. 第(2)问：短路时电路电阻极小，根据欧姆定律，电压一定时电阻越小电流越大，增大电流可增强电流的磁场，因此闭合开关短路是为了增大电流。
3. 第(3)问：先确定直导线中电流方向，再用安培定则判断磁场方向；磁场方向与电流方向、所处位置（导线上下）有关，位置改变则磁场方向改变，小磁针转动方向随之改变。
【解析】
(1) 奥斯特实验中，为便于观察电流产生的磁场对小磁针的偏转作用，需调节直导线的位置，使小磁针静止时与直导线平行，故填直导线。
(2) 闭合开关使电路处于短路状态，此时电路电阻很小，根据欧姆定律 $I=\frac{U}{R}$，电压一定时，电阻越小电流越大，电流越大电流的磁场越强，因此目的是增大电流。
(3) 直导线中电流方向：电源正极在右侧，电流从正极流出，经开关流入直导线右端，从直导线左端流回电源负极，即电流方向为从右向左。根据安培定则：右手握住直导线，大拇指指向电流方向（向左），四指环绕方向为磁场方向，直导线下方的磁场方向垂直纸面外，因此小磁针N极指向纸面外；小磁针移到直导线上方时，该处磁场方向与下方相反，所以小磁针转动方向将改变。
【答案】
直导线；电流；指向纸面外；改变
【知识点】
奥斯特实验；电流的磁场；安培定则
【点评】
本题是电磁学基础实验题，考查奥斯特实验的操作要点、电流对磁场的影响及安培定则的应用，需学生理解通电直导线周围磁场的方向规律，难度适中，是学生需掌握的核心知识点。
【难度系数】
0.5
21.二氧化碳的制取和性质是初中科学的重要学习内容。
(1)实验室制取二氧化碳气体的原理(用化学方程式表示)：$\underline{\hspace{5cm}}$。
(2)小塘用图甲所示的装置制取二氧化碳，请指出该装置的错误：$\underline{\hspace{5cm}}$。
(3)如图乙所示，往充满$\ce{CO_{2}}$的瓶内加入水振荡后，瓶子会变扁。由此现象可知，二氧化碳具有的物理性质是$\underline{\hspace{2cm}}$(填字母)。
A. 密度比空气大 B. 能溶于水 C. 能与水反应
(1)实验室制取二氧化碳气体的原理(用化学方程式表示)：$\underline{\hspace{5cm}}$。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl\xlongequal{\;\;}CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
(2)小塘用图甲所示的装置制取二氧化碳，请指出该装置的错误：$\underline{\hspace{5cm}}$。
长颈漏斗的下端在液面以上
(3)如图乙所示，往充满$\ce{CO_{2}}$的瓶内加入水振荡后，瓶子会变扁。由此现象可知，二氧化碳具有的物理性质是$\underline{\hspace{2cm}}$(填字母)。
B
A. 密度比空气大 B. 能溶于水 C. 能与水反应
答案
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
长颈漏斗的下端在液面以上
B
长颈漏斗的下端在液面以上
B
解析
【分析】
本题围绕二氧化碳的制取和性质展开，分三个问题逐步思考：
1. 实验室制取二氧化碳需回忆反应药品，正确书写化学方程式，注意配平、气体符号等细节；
2. 制取气体的装置要保证气密性，长颈漏斗使用时需液封，观察图甲中长颈漏斗的位置判断错误；
3. 分析乙图瓶子变扁的原因，结合二氧化碳的性质区分物理性质和化学性质，选出对应选项。
【解析】
(1) 实验室制取二氧化碳用大理石（或石灰石，主要成分为$\ce{CaCO_{3}}$）和稀盐酸反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$；
(2) 使用长颈漏斗制取气体时，为防止生成的气体从长颈漏斗逸出，长颈漏斗下端必须浸入液面以下，图甲中长颈漏斗的下端在液面以上，这是装置的错误；
(3) 往充满$\ce{CO_{2}}$的瓶内加入水振荡后，瓶子变扁，是因为$\ce{CO_{2}}$溶于水，使瓶内气体减少、压强减小，外界大气压将瓶子压瘪，该现象体现了$\ce{CO_{2}}$能溶于水的物理性质；A选项密度比空气大与该现象无关，C选项能与水反应是化学性质，不符合题意，故选B。
【答案】
(1) $\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$；
(2) 长颈漏斗的下端在液面以上；
(3) B
【知识点】
二氧化碳制取、实验装置规范、二氧化碳性质
【点评】
本题考查二氧化碳相关的基础知识点，涵盖制取原理、装置注意事项及性质判断，属于初中科学的核心考点，难度适中，需掌握实验操作的规范要求和物质性质的区分方法。
【难度系数】
0.5
本题围绕二氧化碳的制取和性质展开，分三个问题逐步思考：
1. 实验室制取二氧化碳需回忆反应药品，正确书写化学方程式，注意配平、气体符号等细节；
2. 制取气体的装置要保证气密性，长颈漏斗使用时需液封，观察图甲中长颈漏斗的位置判断错误；
3. 分析乙图瓶子变扁的原因，结合二氧化碳的性质区分物理性质和化学性质，选出对应选项。
【解析】
(1) 实验室制取二氧化碳用大理石（或石灰石，主要成分为$\ce{CaCO_{3}}$）和稀盐酸反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$；
(2) 使用长颈漏斗制取气体时，为防止生成的气体从长颈漏斗逸出，长颈漏斗下端必须浸入液面以下，图甲中长颈漏斗的下端在液面以上，这是装置的错误；
(3) 往充满$\ce{CO_{2}}$的瓶内加入水振荡后，瓶子变扁，是因为$\ce{CO_{2}}$溶于水，使瓶内气体减少、压强减小，外界大气压将瓶子压瘪，该现象体现了$\ce{CO_{2}}$能溶于水的物理性质；A选项密度比空气大与该现象无关，C选项能与水反应是化学性质，不符合题意，故选B。
【答案】
(1) $\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$；
(2) 长颈漏斗的下端在液面以上；
(3) B
【知识点】
二氧化碳制取、实验装置规范、二氧化碳性质
【点评】
本题考查二氧化碳相关的基础知识点，涵盖制取原理、装置注意事项及性质判断，属于初中科学的核心考点，难度适中，需掌握实验操作的规范要求和物质性质的区分方法。
【难度系数】
0.5
22. 如图所示为一种限流器原理图，当电流 I 超过限制电流时，衔铁 N 被电磁铁 M 吸引过去，匀质的金属杆 OA 在弹簧拉力作用下绕 O 点转动，电路断开。
(1)当电流 I 一定时，若增加线圈匝数，滑片 P 的位置不变，则电磁铁的磁性将
(2)某同学把该限流器串联接入某电路中，调试时发现：当实际电流已超过限制电流时，限流器仍未切断电路。为达到设计要求，可将滑动变阻器的滑片 P 向
(3)当电路中的电流超过设计的限制电流时，限流器电路会自动断电，此后
A. 需人工合闸才能通电
B. 会自动合闸通电
(1)当电流 I 一定时，若增加线圈匝数，滑片 P 的位置不变，则电磁铁的磁性将
增强
。(2)某同学把该限流器串联接入某电路中，调试时发现：当实际电流已超过限制电流时，限流器仍未切断电路。为达到设计要求，可将滑动变阻器的滑片 P 向
左
移动。(3)当电路中的电流超过设计的限制电流时，限流器电路会自动断电，此后
A
(填字母)。A. 需人工合闸才能通电
B. 会自动合闸通电
答案
增强
左
A
左
A
解析
【分析】
本题围绕限流器原理图，考查电磁铁磁性的影响因素、滑动变阻器的调节及限流器的工作特点。解题思路：(1)明确电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系，电流一定时，匝数越多磁性越强；(2)当电流超限制未切断，说明电磁铁磁性不足，需增大电路电流，结合滑动变阻器电阻变化规律判断滑片移动方向；(3)根据限流器工作原理，断电后需人工操作才能再次通电。
【解析】
(1) 电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。因此电流I一定，增加线圈匝数时，电磁铁磁性将增强。
(2) 实际电流超限制电流时限流器未切断电路，说明电磁铁磁性太弱，无法吸引衔铁N。要增强电磁铁磁性需增大电路电流，滑动变阻器滑片P向左移动时，接入电路的电阻减小，电路电流增大，电磁铁磁性增强，可吸引衔铁使电路断开，故滑片向左移动。
(3) 限流器电路断开后，需人工合闸才能恢复通电，因此选A。
【答案】
增强；左；A
【知识点】
电磁铁磁性影响因素；滑动变阻器使用；电路控制
【点评】
本题结合限流器原理图考查电磁铁相关知识的实际应用，难度适中，需掌握电磁铁磁性的影响因素及滑动变阻器的调节方法。
【难度系数】
0.6
本题围绕限流器原理图，考查电磁铁磁性的影响因素、滑动变阻器的调节及限流器的工作特点。解题思路：(1)明确电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系，电流一定时，匝数越多磁性越强；(2)当电流超限制未切断，说明电磁铁磁性不足，需增大电路电流，结合滑动变阻器电阻变化规律判断滑片移动方向；(3)根据限流器工作原理，断电后需人工操作才能再次通电。
【解析】
(1) 电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。因此电流I一定，增加线圈匝数时，电磁铁磁性将增强。
(2) 实际电流超限制电流时限流器未切断电路，说明电磁铁磁性太弱，无法吸引衔铁N。要增强电磁铁磁性需增大电路电流，滑动变阻器滑片P向左移动时，接入电路的电阻减小，电路电流增大，电磁铁磁性增强，可吸引衔铁使电路断开，故滑片向左移动。
(3) 限流器电路断开后，需人工合闸才能恢复通电，因此选A。
【答案】
增强；左；A
【知识点】
电磁铁磁性影响因素；滑动变阻器使用；电路控制
【点评】
本题结合限流器原理图考查电磁铁相关知识的实际应用，难度适中，需掌握电磁铁磁性的影响因素及滑动变阻器的调节方法。
【难度系数】
0.6
