北师大版九年级全一册《13.4 电流的热效应》同步练习
一 、单选题（本大题共12小题，共36分）
1.（3分）下列物理量中，最接近实际情况的是
A. 水杯的高度约为 B. 家庭常用节能灯功率约为
C. 中学生的质量约为 D. 东营夏天的最高温度约为
2.（3分）标有“”字样甲灯和标有“”乙灯，并联接到家庭电路中，下列说法正确的是
A. 甲灯更亮 B. 乙灯实际功率大
C. 通过甲灯的电流大 D. 乙灯两端电压高
3.（3分）如图甲的电路中，电源电压保持不变，闭合开关后，滑片由端滑到端，电流表示数与电压表示数的变化关系如图乙。下列判断正确的是
A. 电源电压是 B. 滑动变阻器的最大阻值为
C. 定值电阻的阻值是 D. 定值电阻能达到的最大功率为
4.（3分）如图所示，电源电压保持6V不变．电流表的量程为0～0.6A．电压表量程0～3V，定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”．闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片P移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W～0.9W
B. 电流表示数允许的变化范围为0.2A～0.5A
C. 变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω～20Ω
D. 电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W～3W
5.（3分）如图甲所示电路，电源两端电压不变．R1是滑动变阻器，R2是定值电阻．当开关S闭合后，逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值，根据电压表与电流表的示数，绘制的图象如图乙所示．下列判断正确的是（ ）
A. 电路消耗电功率的最大值为7.2W
B. 变阻器R1接入电路的最大阻值为120Ω
C. 定值电阻R2的电阻值为40Ω
D. 电源两端电压为10V
6.（3分）如图甲和乙，是探究电流产生热量与哪些因素有关的实验装置，烧瓶内装有质量和初温均相同的水，且；下列评价不合理的是
A. 实验中若将水换成煤油可以使实验现象更明显
B. 甲只能用来探究电流产生的热量与电流大小的关系
C. 乙中通电一段时间后，瓶中细玻璃管中液面低
D. 甲和乙中都运用了科学中的转换思维
7.（3分）图中的几种用电器的额定功率最接近1000W的是（ ）
A.
电饭煲 B.
电冰箱
C.
电视机 D.
电风扇
8.（3分）下列估算中不符合实际的是（ ）
A. 洗衣机的功率约为200W B. 手电筒的功率约为100W
C. 彩色电视机的功率约为200 W D. 微波炉的功率约为1000 W
9.（3分）华为电池铭牌如图，其新一代快充技术——，手机支持最大超级快充，兼容快充和慢充。手机同时支持华为无线超级快充。关于电池信息下列说法错误的是
A. 电池从没电到充满最快大约用时
B. 充满电后，约储存电能
C. 电池容量处还可以标有
D. 电池从没电到利用无线快充充满大约用时
10.（3分）闭合开关后，如图，四个灯泡都正常发光，其中最亮的是（ ）
A. A图 B. B图 C. C图 D. D图
11.（3分）如图所示电路中，电源电压（不变）和甲乙两灯的额定电压都是6V，甲灯的额定功率比乙灯的小．如果要使两灯的实际功率相等，下列方法中可采取的是（ ）
A. 帮甲灯并联一个适当阻值的电阻 B. 帮甲灯串联一个适当阻值的电阻
C. 帮乙灯串联一个适当阻值的电阻 D. 帮乙灯并联一个适当阻值的电阻
12.（3分）同学们利用铅笔做了很多物理实验，下列说法正确的是
A. 小聪把铅笔与衣服摩擦后发现铅笔变热，说明只有通过做功才能改变铅笔内能
B. 小明用两手指按压一支铅笔的尖部和尾部，只能体验压强与受力面积的关系
C. 把铅笔斜插入水中，铅笔变弯了，这是由于光从空气斜射到水中发生折射的结果
D. 活动环向左移动时灯变亮，灯的实际功率变大，模拟了调光台灯变亮的工作过程
二 、填空题（本大题共6小题，共15分）
13.（1分）如图所示的电路，闭合开关，观察到灯Ll比灯L2亮，由此你能推断出____．
14.（2分）如图所示电路，电源电压不变，定值电阻，且闭合开关，电流表、的指针均指在图示位置，则电源电压为______，电流通过、消耗的电功率之比为______。
15.（5分）如图所示是小明家的蛋糕机简化电路图。蛋糕机的额定电压为，低温挡的功率为，中温挡的功率为。该蛋糕机处于高温挡时电路连接情况为 ______；高温挡时电路总电阻为 ______；小明家的电能表上标有“”的字样，他断开家中的其他用电器，仅让该蛋糕机在高温挡下正常工作，电能表的指示灯闪烁了 ______次。
16.（1分）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1=0.6欧，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为2安时，滑动变阻器的电功率为3.6瓦，当电流表的示数为3安时，滑动变阻器的电功率为____．
17.（3分）小明家的电表如图所示，正常工作情况下他家的用电器总功率不能超过______；在使用过程中他感觉感到电能表的测量值可能不准确。为了验证自己的猜想，他把一个可信的“”电灯单独接入该家庭电路。灯正常工作了，电能表的转盘刚好转过圈，电灯消耗电能为______J.电能表的测量值______选填“准确”、“偏小或“偏大”
18.（3分）小明家的电热水壶主要参数如图甲所示，电热水壶在额定电压下工作恰好将装满的水在标准大气压下烧开，则此过程中水吸收的热量是______，电热水壶的加热效率为______，他家的电能表图乙的转盘转______圈。
三 、实验题（本大题共1小题，共10分）
19.（10分）如图是测量______的仪表。小红同学家中电能表月初和月底的读数如图所示，则这个月家里用______度电。小红同学为了测一只正在工作的电饭锅的实际电功率，她关闭了家中其它所有电器，此时她家标有“”字样的电能表每分钟转过圈，则这只电饭锅工作时的实际功率为______。
四 、计算题（本大题共2小题，共20分）
20.（10分）如图，电源电压不变。当只闭合开关时，电流表的示数为，消耗的电功率为，电阻、两端的电压分别为、，且：：；当闭合开关，且滑动变阻器的滑片位于最右端时，电流表的示数为，电压表的示数为，且：：，求：
与的比值。
开关、和均闭合时，电路消耗的最小电功率请画出该题的各个等效电路图
21.（10分）一根粗细均匀的电阻丝总电阻为24Ω，现将它围成一个半径为r的圆环，并将它放在两根平行放置并相距为r的裸铜线上，两裸铜线的一端分别与电压为3V的电源、电流表和开关相串联，如图所示．裸铜线的电阻不计，并始终保持平行，且相距为r，当圆环在裸铜导线上上下滑行时（接触良好）：
（1）电流表的示数变化范围为 （2）在移动过程中，电路中的最大电阻为 （3）在移动过程中，电路中消耗的最大功率为 ．
答案和解析
1.【答案】B;
【解析】解：、中学生拳头的宽度在左右，水杯的高度与此差不多，左右，故不符合实际；
、一般台灯的功率在左右，家用节能灯的功率约为台灯功率的一半，在左右，故符合实际；
、成年人的质量在左右，中学生的质量比成年人小一些，在左右，故不符合实际；
、东营夏季高温，最高温度可能达到，但不可能达到，故不符合实际。
故选：。
首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
物理与社会生活联系紧密，多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学习物理，同时也能让物理更好地为生活服务。
2.【答案】B;
【解析】解：并联电路各并联支路两端电压相等，两灯并联接到家庭电路工作时，两端电压为，两灯均正常工作，其实际功率等于额定功率，实际功率越大，灯泡越亮，由题意可知甲灯的额定功率即实际功率小于乙灯的，则乙灯更亮，故错误、正确；
C.甲灯的实际功率小，由可得则通过甲灯的电流小，故错误。
故选：。
根据并联电路特点可知两灯泡两端电压相同，都是，两灯均正常工作，其实际功率等于额定功率，实际功率越大，灯泡越亮，根据实际功率大小结合可知通过两灯泡的电流大小。
此题主要考查并联电路特点和电功率公式的灵活运用，知道灯泡两端电压为额定电压时灯泡的实际功率等于额定功率。
3.【答案】C;
【解析】解：
由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑片在端时，电路为的简单电路，此时电路中的电流最大，电压表示数最大，
由图象可知，电源的电压，此时电路中的电流，
由可得，定值电阻的阻值：
，故错误、正确；
由于此时电阻两端的电压最大、通过的电流最大，
则定值电阻能达到的最大功率：
，故错误；
当滑片位于端时，电阻与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，电压表的示数最小，
由图象可知，此时两端的电压，电路中的最小电流，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时滑动变阻器两端的电压：
，
则滑动变阻器的最大阻值：
，故错误。
故选：。
由电路图可知，当滑片在端时，电路为电阻的简单电路，此时电路中的电流最大，电压表的示数就是电源电压，由图乙读出对应的电流和电压，根据欧姆定律求出定值电阻的阻值；此时电阻两端的电压最大、通过的电流最大，根据求出定值电阻能达到的最大功率；
当滑片位于端时，电阻与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，电压表的示数最小，根据图象读出电表示数，根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值。
本题结合图象考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是明白滑片移动过程中电路的变化情况以及从图象中获取相关信息。
4.【答案】A;
【解析】滑动变阻器R2与定值电阻R1串联，电压表测量定值电阻两端的电压，根据串联电路的分压原理（电阻越大，电阻两端的电压越高），当电压表的示数最小时，变阻器接入电路的电阻最大；当电流表的示数达到最大值时，变阻器接入电路的电阻最小；根据欧姆定律的应用可分别电路中的总电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻值，同时可以确定电压表示数、电流表示数以及电路中总功率的变化．
电源两端电压为6V保持不变，定值电阻为10Ω；
由题意知，当电压表的最大测量值为3V时，此时定值电阻R1两端的电压U1=3V，电路中的电流I1=I=I2===0.3A＜0.6A，因此电路中的最大电流为0.3A；
故滑动变阻器接入电路中的最小电阻R2==10Ω；电路消耗的最大功率P=UI=6V×0.3A=1.8W；电阻R1消耗功率最大功率：P=UI=3V×0.3A=0.9W．故BCD错误；
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，即I1′==0.2A，
电阻R1消耗的最小功率：P′=（I1′）2R1=（0.2A）2×10Ω=0.4W．
则电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W～0.9W；故A选项正确．
故选A
该题考查串联电路中电压、电流以及功率、滑动变阻器接入电路电阻的计算，注意求阻值范围时，根据电流表和电压表的最大值进行计算，并且会灵活运用欧姆定律．
5.【答案】A;
【解析】解：当滑片位于最左端时电路为R2的简单电路，此时电路中的电流最大，由乙图可知Imax=0.6A，
由I=
U
R
可得，电源的电压：
U=ImaxR2=0.6A×R2，
当滑片位于最右端时，滑动变阻器的最大阻值R1与电阻R2串联，电压表测R1两端的电压，此时电路中的电流最小，
由乙图可知，U1=10V，Imin=0.1A，
变阻器R1接入电路的最大阻值：
R1=
U1
Imin
=
10V
0.1A
=100Ω，故B不正确；
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴电源的电压U=IminR2+U1=0.1A×R2+10V，
∵电源的电压不变，
∴0.6A×R2=0.1A×R2+10V，
解得：R2=20Ω，故C不正确；
电源的电压U=0.6A×R2=0.6A×20Ω=12V，故D不正确；
电路消耗的最大电功率：
Pmax=ImaxU=0.6A×12V=7.2W，故A正确．
故选A．
6.【答案】B;
【解析】分析：水的比热容要大于煤油的比热容； 电流产生的热量与通电时间、电流、电阻的大小有关； 产生的热量越少，玻璃管中的液面越低； 根据转换法分析．
解： 、水的比热容要大于煤油的比热容，在同等吸热的情况下，煤油的温度要升的高，将水换成煤油可以使实验现象更明显，故A正确；
B、甲实验装置可以通过开关来改变通电时间，故该装置还可以探究电流产生的热量与通电时间的关系，故B错误；
C、乙中通电一段时间后，由于电流相同，电阻小的产生的热量越少，所以瓶中细玻璃管中液面低，故C正确；
D、甲乙中都用液面的高低来表示产生热量的多少，采用的是转换法，故D正确．
故选B．
水的比热容要大于煤油的比热容；
电流产生的热量与通电时间、电流、电阻的大小有关；
产生的热量越少，玻璃管中的液面越低；
根据转换法分析．
该题考查了学生对焦耳定律的认识，并可以通过巧妙的实验来验证一些结论，同时在该实验中利用了控制变量法，该实验方法在实验探究中经常用到．
7.【答案】A;
【解析】解：A、电饭煲的功率约为1000W；故A符合题意；
B、电冰箱的额定功率约为200W左右；故B不符合题意；
C、电视机的额定功率约为120W左右；故C不符合题意；
D．电风扇的额定功率约为60W左右；故D不符合题意．
故选A．
8.【答案】B;
【解析】解：一般情况下，洗衣机的功率约为200W；彩色电视机的功率约为200W；微波炉正常工作时的电功率约为1000W左右；手电筒的功率约为几瓦；
所以综合选项可知B不符合实际．
故选B．
9.【答案】B;
【解析】【试题解析】
此题主要考查电池的铭牌信息的掌握情况，要注意明确各物理量的单位，同时明确电流定义的正确应用。
根据给出的单位分析电池所标的信息，明确对应的充电电压和电流，根据和进行分析解答。
A.由可知，用充电时充电功率最大，充电最快，
电池充满电后储存的电能为，
充电时间为：，故正确，不符合题意；
B.电池充满电后储存的电能为，故错误，符合题意；
C.电池容量储存的电能也可为： ，所以电池容量处还可以标有，故正确，不符合题意；
D.由于手机同时支持无线超级快充，电池从没电到利用无线快充充满大约用时：，故正确，不符合题意。
故选。
10.【答案】D;
【解析】解：∵四个灯泡都正常发光，
∴灯泡的实际功率=额定功率，
又∵灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，
∴额定功率越大的灯泡越亮，
∴100W的灯最亮．
故选D．
11.【答案】C;
【解析】解：∵P=
U2
R
，且U甲额=U乙额，P甲额＜P乙额，
∴R甲＞R乙，
要使两灯泡的实际功率相同，可以给乙串联一个适当阻值的分压电阻，使乙灯泡两端的电压减小，实际功率减小．
故选C．
12.【答案】D;
【解析】解：
A、用手搓铅笔，克服摩擦做功，使铅笔的内能增加、温度升高，说明通过做功可以改变铅笔内能，故A错误；
B、小明用两手指按压一支铅笔的尖部和尾部，可以体验压强与受力面积的关系，改变压力也可以体验压强与压力大小的关系，故B错误；
C、利用铅笔可以做“铅笔弯折”实验，是光从水中斜射入空气中发生折射出现的现象，故C错误；
D、铅笔芯和灯泡串联，活动环向左移动时，铅笔芯连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，根据可知，电路中的电流变大；根据串联电路的分压特点可知，此时灯泡两端的电压变大，由可知，灯泡的实际功率变大，所以灯泡变亮，模拟了调光台灯变亮的工作过程，故D正确。
故选：。
改变内能的方式有做功和热传递；
压强的大小与压力和受力面积的大小有关；
利用铅笔可以做“铅笔弯折”实验；
铅笔芯是导体，连入长度不同，连入电阻不同，电路中电流不同，根据可知灯泡实际功率的变化和灯泡亮暗的变化。
本题与实际生活联系密切，学习时注意这些物理知识在实际生活中的应用，将所学知识与实际结合起来，学以致用
13.【答案】灯L1两端的电压大于灯L2两端的电压，灯L1的电阻大于灯L2的电阻；灯L1的实际电功率大于灯L2的实际电功率;
【解析】解：灯Ll比灯L2亮，说明灯Ll的实际功率大，串联电路电流相等，根据公式P=I2R可推导出，灯L1的电阻大于灯L2的电阻，根据公式P=UI可推导出灯L1两端的电压大于灯L2两端的电压．
故答案为：灯L1两端的电压大于灯L2两端的电压，灯L1的电阻大于灯L2的电阻；灯L1的实际电功率大于灯L2的实际电功率．
14.【答案】6; 4：1;
【解析】解：由电路图知，和并联，测干路电流，测支路电流；
根据并联电路电流特点知，干路电流等于各支路电流之和，而两电流表指针偏转角度相同，
所以使用的是的量程，使用的是的量程，
由乙图知：示数为，示数为，即：，；
由欧姆定律知，电源电压：
；
由并联电路电流特点知：通过的电流：
，
因为并联电路各支路电压相等且等于电源电压，
所以电流通过、消耗的电功率之比为：。
故答案为：；：。
由电路图知，和并联，测干路电流，测支路电流；
根据并联电路的电流特点和两电流表指针偏转角度相同，确定电流表量程，并出其示数，根据欧姆定律即可求出电源电压；
由并联电路特点求出的电流，再利用和并联电路电压的规律算出电流通过、消耗的电功率之比。
此题主要考查并联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据并联电路的干路电流大于支路电流，得出电流表、选择的量程。
15.【答案】开关S1闭合、S2接B时 55 440;
【解析】解：当开关闭合、与触点连接时，电路中只有，当开关断开、与触点连接时，电路中、串联，当开关闭合、接时，、并联；
根据串、并联电路的电阻特点可知，、并联并联时，电路中的总电阻最小，电源电压一定，由可知，此时为高温挡；
当开关闭合、与触点连接时，电路中只有，电路中电阻较大，电源电压一定，由可知蛋糕机处于中温挡，知道；
由可知，的阻值：；
当开关断开、与触点连接时，电路中、串联，电路中电阻最大，电源电压一定，由可知蛋糕机处于低温挡，，
由可得串联总电阻：，
的阻值：；
当开关闭合、接时，、并联，此时的总电阻：；
高温挡时的电功率：；
由可知，蛋糕机在高温挡下正常工作消耗的电能：；
表示电路中用电器每消耗电能，电能表的指示灯闪烁次，
则消耗电能，电能表的指示灯闪烁的次数：次。
故答案为：开关闭合、接时；；。
当开关闭合、与触点连接时，电路中只有，当开关断开、与触点连接时，电路中、串联，当开关闭合、接时，、并联；
根据串、并联电路的电阻特点和可知低温挡、中温挡和高温挡的电路连接情况；
当开关闭合、与触点连接时，电路中只有，电路中电阻较大，电源电压一定，由可知蛋糕机处于中温挡，知道，利用可求的阻值；
当开关断开、与触点连接时，电路中、串联，电路中电阻最大，电源电压一定，由可知蛋糕机处于低温挡，知道，利用可求串联总电阻，用串联总电阻减去的电阻可得的阻值；
知道、的阻值，可求并联电路的总电阻；
由可得，蛋糕机工作消耗的电能，已知电能表的参数“”，然后可求闪烁的次数。
此题主要考查了欧姆定律、电功公式、电功率公式、串联和并联电路特点的应用，以及对电能表相关参数的理解，分析电路图、得出蛋糕机三个挡位的电路组成是关键。
16.【答案】3.6W;
【解析】解：
当电流为I1=2A时，电源电压为U=I1R1+
P′
I1
，
即：U=2A×0.6Ω+
3.6W
2A
--------------①
当电流为I2=3A时，设滑动变阻器的功率为Px，电源电压为U=I2R1+
P″
I2
，
即U=3A×0.6Ω+
Px
3A
------------------②
∴2A×0.6Ω+
3.6W
2A
=3A×0.6Ω+
Px
3A
解得Px=3.6W．
故答案为：3.6W．
17.【答案】8800 ; 1.32×104 ; 偏大 ;
【解析】解：
由电能表参数可知，平时工作允许通过的最大电流为，
则正常工作情况下他家用电器的最大总功率：；
电能表的表盘转过，灯泡消耗的电能：
；
电灯规格为“”，理论上消耗的电能：
，
因为，
所以电能表的测量值不准确，偏大。
故答案为：；；偏大。
根据电能表的参数，是标定电流，是平时工作允许通过的最大电流，利用公式可计算最大总功率；
由表盘知：，是指电路每消耗的电能，电能表转盘就转过；可求转动消耗的电能；再利用计算理论上消耗的电能，通过比较得出电能表的测量是否准确。
该题考查了电能和电功率的计算，理解所代表的含义，能据此计算电路的总功率是关键。
18.【答案】3.15×105 ; 87.5% ; 360 ;
【解析】解：
由可得水的质量：
，
标准大气压下水的沸点为，水吸收的热量：
，
由可得，电热水壶正常工作消耗的电能：
，
电热水壶的加热效率：
；
的电热水壶消耗的电能：
，
则电能表的转盘转动的圈数：
。
故答案为：；；。
知道水的体积，利用密度公式求其质量，又知道水的初温和末温、水的比热容，根据吸热公式计算出水吸收的热量有用能量；
已知额定功率和通电时间，根据公式求出消耗的电能总能量；电热水壶的热效率等于水吸收的热量与消耗电能的比值；
根据求出电壶消耗的电能，根据表盘上的转盘转数和消耗电能之间的关系求出转盘转动的圈数。
该题考查吸热公式、电功率公式以及热效率公式的应用，知识点多、联系实际生活，属于中考常见题型，从电热水壶铭牌得出相关信息是本题的关键。
19.【答案】电功 82 600;
【解析】解：
电能表是测量电功消耗电能的仪表，电能表显示的数字中最后一位是小数，单位为，本月月初、月底的示数分别为：、，
本月用电度数：度；
表示每消耗的电能，电能表的转盘转，
转盘转过消耗的电能：
，
电饭锅的电功率：
。
故答案为：电功；；。
电能表是测量电功消耗电能的仪表，电能表显示的数字中最后一位是小数，单位为度，本月用电度数等于月底电能表的示数减去月初电能表的示数；
表示每消耗的电能，电能表的转盘转圈。据此求电能表转盘转消耗的电能，再利用求电饭锅的电功率。
该题考查了电能表的作用和消耗电能、电功率的计算，明确电能表相关参数的意义是关键。
20.【答案】解：
（1）当只闭合开关S2时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，等效电路图如下图所示：
因串联电路中各处的电流相等，且电阻R1、R2两端的电压之比U1：U2=1：3，
所以，===，即R2=3R1；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且U2：U3=4：5，
所以，电源的电压和U3的比值：
===×=×=；
闭合开关S3，且滑动变阻器的滑片位于最右端时，R1与R3的最大阻值串联，电压表测R3两端的电压，等效电路图如下图所示：
由欧姆定律可得电源的电压和U3的比值：===，
解得：R3=15R1，
因电源的电压不变，
所以，由欧姆定律可知，两种情况下电路中电流之比等于总电阻的反比，
即：===；
（2）当只闭合开关S2时，R1与R2串联，此时电路中的电流：
I===，
R1消耗的电功率：
P1=I2R1=（）2R1==15W，则U2=240W×R1；
开关S1、S2和S3均闭合时，R2与R3并联，等效电路图如下图所示：
当R3接入电路中的电阻最大时，电路的总电阻最大，电路消耗的电功率最小，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，电路的总电阻：
R===R1，
电路消耗的最小电功率：
Pmin===96W。
答：（1）I与I'的比值为4：1；
（2）开关S1、S2和S3均闭合时，电路消耗的最小电功率为96W。;
【解析】
当只闭合开关时，与串联，电压表测两端的电压，根据串联电路的电流特点结合电阻、两端的电压之比：：求出与的阻值关系，根据串联电路的电压特点和：：求出电源的电压和的比值；闭合开关，且滑动变阻器的滑片位于最右端时，与的最大阻值串联，电压表测两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电源电压和的电压之比求出与的阻值之比，根据电源的电压不变得出与的比值；
当只闭合开关时，与串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出此时电路中的电流，利用表示出消耗的电功率得出电源的电压；开关、和均闭合时，与并联，当接入电路中的电阻最大时，电路的总电阻最大，电路消耗的电功率最小，根据电阻的并联求出电路中的总电阻，根据求出电路消耗的最小电功率。
此题主要考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，利用比值法解答问题时要注意各量之间的关系不要颠倒。
21.【答案】1A～1.5A3Ω;4.5W;
【解析】解：并联接入电路的导线长度越大，接入的电阻越大，
当圆环一半接入电路时，接入电路的阻值最大，此时接入电路的一段电阻阻值R1=
1
4
×24Ω=6Ω，
接入电路的并联电阻R1并=
R1
2
=
6Ω
2
=3Ω，此时电路电流I1=
U
R1并
=
3V
3Ω
=1A；
当圆环跨在导线正中央时，接入电路的阻值最小，接入电路的一段导线电阻R2=
60°
360°
×24Ω=4Ω，
接入电路的并联电阻R2并=
R2
2
=
4Ω
2
=2Ω，此时电路电流I2=
U
R2并
=
3V
2Ω
=1.5A；
（1）电流表的示数变化范围为1A～1.5A；
（2）接入电路的最大电阻为3Ω；
（3）电路消耗的最大功率P=UI最大=3V×1.5A=4.5W；
故答案为：（1）1A～1.5A；（2）3Ω；（3）4.5W．
