1. 图甲为小明家的墙面开关。拆开开关后，小明发现内部结构简图如图乙所示，墙面开关整体呈T形，A、B为静触点，M、N为动触点，按动开关，驱动金属片MON绕O点转动，以实现动触点与静触点之间的通断。两种状态分别对应图乙和图丙。

(1)当开关处于图乙状态时，对应灯L被点亮，则应将A、O、B三个接线柱中两个接线柱接入电路。
(2)当开关处于如图丙所示的状态时，在D点用如图所示的力F垂直按压开关，则墙面开关面板上E点受到的摩擦力方向为。

1.(1)A、O (2)沿EN向上

【分析】
本题结合实际开关结构，分两小问分析：(1)需判断图乙状态下能使电路导通的接线柱，结合动触点与静触点的接触情况和金属片的导电性分析；(2)需根据开关转动时E点的相对运动趋势，判断摩擦力方向。
【解析】
(1) 图乙状态中，动触点M与静触点A接触，金属片MON为导体，因此A与O通过M形成通路；将A、O两个接线柱接入电路时，电路导通，对应灯L被点亮，故选择A、O。
(2) 图丙中，在D点施加垂直向下的力F时，开关面板绕O₁转动，E点相对于EN有向下滑动的趋势，根据摩擦力方向与相对运动趋势相反，可知E点受到的摩擦力方向沿EN向上。
【答案】
(1) A、O (2) 沿EN向上
【知识点】
电路通路、摩擦力方向
【点评】
本题联系生活实际，考查电路导通判断和摩擦力方向分析，需结合图示状态理解触点连接和相对运动趋势，难度适中。
【难度系数】
0.5

2. 节假日，五颜六色的小彩灯给广场增添了热闹的气氛。在很多的城市中，许多的大型商场超市等都会用这些彩灯来进行装饰，这样看起来不仅让这些商场超市变得更加高端大气，同时一个漂亮的装饰也能更加吸引顾客们的注意。

(1)小杜同学买了一串小彩灯，按下列步骤进行实验探究：把所买的这串小彩灯接入电路，闭合开关后发现所有的小彩灯均发光。取下任意一盏小彩灯，闭合开关后发现全部小彩灯均不发光。根据上述实验现象可知，每盏小彩灯间是以方式连接的。当这串小彩灯正常工作时，用电流表测出电源插头处的电流为220 mA，则经过第10盏小彩灯的电流为A。
(2)如图甲所示，一旦有一个彩灯灯丝熔断了，其他彩灯瞬间会熄灭后又重新亮起。每个彩灯的内部结构如图乙所示，灯丝引线上均绕有细金属丝R，R上有一层绝缘物质，当彩灯发光时，细金属丝R；当灯丝断开后，电压加在细金属丝R上使绝缘物质被击穿，形成，电流通过R，这样其余彩灯仍能发光。(均选填“通路”“开路”或“短路”)
(3)(科学推理)有的彩灯能闪烁是因为电路里串联了一只“跳泡”，它会使电路不断通断，引起彩灯一会灭一会亮。如图丙所示，“跳泡”内有一根双金属片，就是我们看见弯曲的那根，此时“跳泡”两个接线引脚无法通过双金属片导通。“跳泡”内充有氖气，虽然导电效果比双金属片差得多，但接电后能发光发热，引起“跳泡”内的双金属片受热形变，从而接通两个接线引脚。由于双金属片接通后氖泡中的氖气不再导电发光发热，温度迅速下降，双金属片恢复原状，如此循环工作。分析图丁，表示“跳泡”通电工作情况选项的是。
A. ①②③正确
B. ②①④正确
C. ②③④正确
D. ②③正确
(4)(电路设计)双金属片也称热双金属片，由于组合的两片金属受热时膨胀程度不同，当温度变化时，两片金属因形变程度不同造成双金属片的弯曲。已知铜的热膨胀程度大于铁的热膨胀程度，平直的铜铁双金属片遇冷后将向(选填“铜”或“铁”)片方向弯曲。小杜想设计如图戊所示的双金属片自动温度报警电路，当室温过高时红灯亮，室温过低时绿灯亮，请你帮小杜连接电路。

2.(1)串联；0.22 (2)开路；通路 (3)B (4)铜；如图所示
【点拨】(1)因取下一盏小彩灯后其他小彩灯均不发光，故这些小彩灯之间是相互影响的，所以它们之间是串联在一起的；串联电路中各处的电流相等，已知电源插头处的电流为220 mA，则经过第10盏小彩灯的电流为220 mA，合0.22 A。(2)由于小彩灯灯丝和金属丝是并联的，小彩灯灯丝发光时，金属丝上有绝缘物质，金属丝开路，当小彩灯灯丝断开时，电压把金属丝上的绝缘材料击穿，金属丝接通，不影响其他小彩灯工作。(3)跳泡通电时首先氖气发光发热，此时双金属片没有接通，如图②，因氖气发光发热，则双金属片的温度升高而发生形变，从而接通两个接线引脚，如图①，氖气不再导电发光发热时，温度迅速下降，双金属片恢复原状(即断开)，如图④，这样不停地经过②①④循环，彩灯达到一会灭一会亮，故选B。(4)已知铜的热膨胀程度大于铁的热膨胀程度，温度升高时，双金属片向膨胀程度小的一侧弯曲，温度降低时，双金属片向膨胀程度大的一侧弯曲，所以当双金属片遇冷时，向铜片方向弯曲。当室温过高时，双金属片向铁片一侧弯曲，双金属片和上面接线柱接通，红灯亮；室温过低时，双金属片向铜片一侧弯曲，双金属片和下面接线柱接通，绿灯亮，如图所示。

【分析】
本题围绕小彩灯的工作原理，考查串联电路特点、电路状态判断、双金属片热膨胀特性及电路设计。解题思路如下：
1. 第(1)问：根据串联电路“用电器相互影响”的特点判断连接方式，利用串联电流处处相等的规律结合单位换算求电流；
2. 第(2)问：结合小彩灯内部结构，判断正常发光时细金属丝的状态，以及灯丝熔断后金属丝的状态；
3. 第(3)问：根据跳泡“通电→氖气发热→双金属片接通→氖气停止发热→双金属片断开”的工作过程，对应图丁的状态确定正确顺序；
4. 第(4)问：根据双金属片热膨胀程度（铜＞铁）判断遇冷时的弯曲方向，再结合温度变化时双金属片的弯曲方向设计电路。
【解析】
(1) 取下任意一盏小彩灯，其余全部不发光，说明各小彩灯相互影响，因此为串联连接；串联电路中各处电流相等，电源插头处电流为220 mA = 0.22 A，故经过第10盏小彩灯的电流为0.22 A。
(2) 彩灯发光时，细金属丝R上的绝缘物质未被击穿，电流无法通过，故R处于开路状态；灯丝断开后，电压加在R上使绝缘物质被击穿，电流通过R，R形成通路，其余彩灯仍能工作。
(3) 跳泡通电时，初始状态氖气发光发热，双金属片未接通（对应图②）；双金属片受热形变接通电路（对应图①）；接通后氖气停止发热，温度下降，双金属片恢复断开（对应图④），循环为②→①→④，故选B。
(4) 铜的热膨胀程度大于铁，遇冷时铜收缩更多，双金属片向铜片方向弯曲；电路连接：电源正极接双金属片左侧接线柱，红灯一端接双金属片上方接线柱，另一端接电源负极；绿灯一端接双金属片下方接线柱，另一端接电源负极，实现室温过高时红灯亮、过低时绿灯亮，连接图如参考答案所示。
【答案】
(1) 串联；0.22
(2) 开路；通路
(3) B
(4) 铜；
【知识点】
串联电路特点、双金属片热膨胀、电路状态判断、电路设计
【点评】
本题以生活中的小彩灯为载体，综合考查物理知识的实际应用，将串联电路特性、双金属片热效应、电路通断判断及电路设计结合，需要学生理解元件工作原理，注重知识迁移应用。
【难度系数】
0.5