湖南省长沙市一中双语、湘一芙蓉2020-2021学年九年级上学期物理期中考试试卷
一、单选题
1．（2017·邵阳）“节能减排，从我做起”．芳芳同学养成了随手断开家中暂时可以不用的用电器的习惯．当她断开一个用电器后，家庭电路中会变大的物理量是（ ）
A．总电流 B．总电压 C．总电阻 D．总功率
【答案】C
【知识点】电阻的并联
【解析】【解答】解：AD、因电路中的总功率等于各用电器功率之和，所以，每关闭一个家用电器，电路的总功率变小；由P=UI可知，电路中的总电流变小，故AD不符合题意．
B、家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联，因家庭电路的电压不变，所以，每关闭一个家用电器，总电压不变，故B不符合题意．
C、家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联，而并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，因此每关闭一个用电器，总电阻将变大，故C符合题意．
故选C．
【分析】家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联，根据并联电路电阻的规律可知总电阻的变化；电路中的总功率等于各用电器功率之和，且家庭电路的电压不变，每多关闭一个家用电器时电路总功率变小，根据P=UI可知总电流的变化．
2．（2020九上·长沙期中）下列对生活中一些物理量的估测最符合实际的是（ ）
A．家用台灯正常工作时，功率大约是200W
B．家用电热水壶工作时的功率约为25W
C．对人体安全的电压是36V
D．空调工作时电流大约为5A
【答案】D
【知识点】电流的大小；电压和电压的单位换算；电功率
【解析】【解答】A．家用台灯正常工作时，功率大约是20W左右，A不符合题意；
B．家用电热水壶工作时的功率约为800W，B不符合题意；
C．对人体的安全电压是不高于36V，C不符合题意；
D．空调工作时的电压大约是5A，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据常见的电压、电流和电功率，结合数据解答。
3．（2020九上·长沙期中）你见过史上最小气的猴子吗？如图所示，这只猴子小气到只要你抢走它手上的香蕉，它就不停地大吵大闹，你把香蕉还给它，他就停止吵闹．从物理学的角度分析，香蕉的作用相当于电路中的（ ）
A．开关 B．导线 C．电源 D．用电器
【答案】A
【知识点】电路的构成及电路图
【解析】【解答】从题意上看，猴子手中的香蕉能够控制猴子的大吵大闹，电路中起到控制电路作用的器件为开关，
故答案为：A．
【分析】控制电路通断的元件，是开关。
4．（2020九上·长沙期中）英国知名摄影师凯莱布﹒查兰最擅长的就是将看不见的科学原理变成艺术，他的作品《回归灯光》系列，使用水果和蔬菜为LED灯供电，让人惊叹不已。下列有关说法错误的是（ ）
A．发光二极管是电路中的用电器
B．把水果和蔬菜串联起来可以提高电压
C．LED灯在发光时，导线中的电子在做无规则运动
D．水果和蔬菜在这里扮演了“电源”的角色
【答案】C
【知识点】电源及其能量转化；电路的构成及电路图
【解析】【解答】A．发光的二极管是消耗电能的，故是用电器，A正确，不符合题意；
B．水果和蔬菜是提供电压的，电池串联可以提高电压，B正确，不符合题意；
C．LED灯在发光时，导线内的电子定向移动形成电流，C错误，符合题意；
D．水果和蔬菜在这里提供电能，故是电源，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】电流是导线内的电子定向移动形成的；电路中提供电能的是电源，消耗电能的是用电器。
5．（2020九上·长沙期中）某种电子测温枪测靠近被测者额头，闭合测温开关S1，只有热敏电阻R工作，测温枪显示被测者额头温度。在环境看不清示数时，再闭合开关S2，显示屏补光灯泡L发光；测温开关S1断开S2闭合时灯泡L不发光。关于热敏电阻R与补光灯泡L在电路中的连接方式，图中的电路符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】由题意可知，同时闭合开关S2和S1时，补光灯泡L发光；补光灯泡L不发光时热敏电阻也能正常工作，说明补光灯泡与热敏电阻并联，图中的电路符合要求的是D选项的电路图。
故答案为：D。
【分析】各用电器可以单独工作，是并联电路，并联电路中干路开关控制所有用电器。
6．（2020九上·南宁月考）如图所示是一款迷你暖手宝，它内置锂电池，利用USB接口充电，内部发热片发热。下列说法正确的是（ ）
A．暖手宝充电的过程，是电流做功的过程
B．暖手宝发热的过程，是机械能转化成内能的过程
C．用暖手宝取暖时，手因为含有的热量增加而感到暖和
D．无论暖手宝充电还是发热的过程，锂电池在电路中都是电源
【答案】A
【知识点】做功改变物体内能；热传递改变物体内能；电源及其能量转化
【解析】【解答】A．暖手宝充电过程，是利用电流的热效应，是电能转为从内能的过程，即电流做功的过程，没有做功，A符合题意；
B．暖手宝发热的过程是温度高的发热片把热量传递给液体，是热传递的过程，B不符合题意；
C．用暖手宝取暖时，手因为吸收热量，内能增加而感到暖和，C不符合题意；
D．暖手宝充电时充当用电器，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】能量的转移是热传递，做功是能量的转化过程；消耗电能的是用电器，提供电能的是电源。
7．（2020九上·长沙期中）将一盏220V、60W的白炽灯，一台220V、60W的电风扇，一只220V、60W的小电暖手炉，同时接在220V的电压下，则相同时间内消耗的电能（ ）
A．电风扇最多 B．白炽灯最多 C．暖手炉最多 D．一样多
【答案】D
【知识点】电功的计算
【解析】【解答】因为电功（电能）为 ，白炽灯、电风扇、电暖手炉的电功率相同，通电时间相同。所以它们消耗的电能相同。A、B、C项不符合题意，D项符合题意。
故答案为：D
【分析】根据电功率和时间的乘积，计算消耗电能的多少。
8．（2020九上·长沙期中）新冠肺炎疫情期间戴口罩能有效预防飞沫传播，要勤洗手，做好消毒工作，下列说法正确的是（ ）
A．新冠病毒随飞沫传播是一种分子运动
B．口罩有效是因为制作材料分子间没有空隙
C．闻到酒精消毒液的气味是因为分子运动
D．内层吸水层能够有效吸收呼出的水蒸气，说明分子之间存在斥力
【答案】C
【知识点】分子热运动；分子间相互作用力
【解析】【解答】A．分子很小，直接用肉眼看不到，飞沫是肉眼可以看到的；所以新冠病毒随飞沫传播是机械运动，不是分子的运动，A不符合题意；
B．由分子热运动可知分子之间存在间隙，所以口罩材料分子之间也有空隙，B不符合题意；
C．可以闻到酒精味，是由于酒精分子在不停地做无规则运动，C符合题意；
D．内层吸水层能够有效吸收呼出的水蒸气分子，吸收作用体现的是分子间存在引力，而不是斥力，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】闻到气味，说明分子在不停的做无规则运动。
9．（2019·天津）如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片P向左滑动时，连入电路的电阻变小的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】A、图中滑片向左移动时，电阻丝接入部分变短，连入的阻值变小，符合题意；
B、同时接入上方两接线柱，相当于接入一导线，滑片移动，接入电阻不变，不合题意；
C、同时接入下方两接线柱，相当于接入一定值电阻，滑片移动，接入的电阻值不变，不合题意；
D、滑片向左移动时，电阻丝接入部分变长，接入电路中的电阻变大，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】滑动变阻器要起到改变电阻的作用应一上一下接入电路中，要使滑动变阻器的电阻变大或变小，关键是要看下边的接线柱接哪个.
10．（2020九上·长沙期中）如图是电路元件甲和乙的I-U图象，下列说法正确的是（ ）
A．乙为定值电阻
B．当甲两端电压为2V时，R甲=0.2Ω
C．甲和乙两个元件串联接入电路中，电路电流为0.2A时，电路的总功率为0.6W
D．甲和乙两个元件并联接入电路中，当电源电压为2V时，电路总电流为0.4A
【答案】C
【知识点】并联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】A．如图，甲电阻的U-I图像是一条直线，则电流与电压成正比，甲电阻的阻值一定，故甲是定值电阻，A选项错误；
B．当甲两端的电压为2V时，电流为0.4A，则电阻的大小为
B选项错误；
C．甲和乙两个元件串联接入电路中，电路电流为0.2A时，甲的电压为1V，乙的电压为2V，则总电压为
则总功率为
C选项错误；
D．甲和乙两个元件并联接入电路中，当电源电压为2V时，通过甲的电流为0.4A，通过乙的电流为0.2A，则总电流为
D选项错误。
故答案为：C。
【分析】电压和电流成正比时，电阻是定值电阻；利用电压和电流的比值计算电阻；电压和电流的乘积计算电功率；在串联电路中，中电压等于各用电器电压之和；并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。
11．（2020九上·长沙期中）如图所示的电路中，电源电压恒为5V，电压表V1、V2的量程均为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“2.5V 1.25W”字样。闭合开关后，若要求三只电表的示数均不能超过所选量程，且灯泡两端电压不能超过其额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数的变化范围是0.4A~0.5A
B．整个电路的最大功率是3W
C．灯泡的最小功率为1W
D．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是5Ω~6Ω
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A．为了保证电灯泡正常工作，最大的电流不能超过
根据电压表V2的量程，不能超过3V，故当滑动变阻器两端的电压为3V时，此时滑动变阻器的接入的阻值最大，则灯泡两端的电压为
电灯泡的电阻为
此时电路中的电流最小，最小电流为
A选项正确；
B．由A选项可知，电路中的最大的电流为0.5A，此时电路的总电功率最大，最大为
B选项错误；
C．灯泡的最小功率为
C选项错误；
D．滑动变阻器的最大阻值为
D选项错误。
故答案为：A。
【分析】根据灯泡的规格计算电流和电阻，利用电压和电阻的比值计算电流；根据电源电压和最大电流的乘积计算最大电功率；根据滑动变阻器的最大和最小分压，结合电流计算电阻取值范围。
12．（2020九上·长沙期中）如图所示，电源电压E恒定不变，A到B、C到D之间电路连接情况不详且AB与CD之间没有任何连接。现将定值电阻R连接在AD间，R消耗电功率为81W；又将R拆下后连接在BC间，R消耗电功率为49W。则R接在BC间时，AB、CD消耗的总功率为（ ）
A．4W B．14W C．16W D．32W
【答案】B
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】设定值电阻R连接在AD间和在BC间电阻分别为I1和I2则有 -------①
-----②
联解①②方程得
则定值电阻R连接在BC间的总功率为
那么有
所以
所以AB、CD消耗的总功率为
故答案为：B。
【分析】在电阻一定时，利用电功率的比值计算电流之比；结合电源电压计算总功率比值；根据总电功率和已知功率的差，计算未知电功率。
二、填空题
13．（2020九上·长沙期中）2019年九月份，华为正式推出自主研发有自主知识产权的麒麟 芯片，该芯片采用7 （选填：“mm”、“ ”或“nm”）工艺制造，其中“芯片”所用的材料是 （选填：“导体”、“绝缘体”、“半导体”或“超导体”）。
【答案】nm；半导体
【知识点】半导体特点及作用
【解析】【解答】芯片属高科技产品，采用的是顶级 工艺制造。芯片所用的材料主要是硅、锗等半导体材料。
【分析】芯片是半导体材料，属高科技产品，长度单位是纳米。
14．（2020九上·长沙期中）一根粗细均匀的金属导线，其电阻值为8Ω，将其剪成等长的两段后，每段导线的电阻值是 Ω，若将它们并联接入电路中，并联后的总电阻值是 Ω。
【答案】4；2
【知识点】影响电阻大小的因素；电阻的并联
【解析】【解答】一根粗细均匀的金属导线，电阻值为8Ω，将其剪成等长的两段后，则每段长度变为原来的 ，则每段导线的电阻值是原来 ，即为8Ω× =4Ω。再把得到的两段并联起来使用，横截面积变为原来的2倍，长度变为原来的 ，所以阻值变为原来的 ，即为8Ω× =2Ω。
【分析】导体电阻和长度有关，导线越短，电阻越小，横截面积变大时，电阻变小。
15．（2020九上·长沙期中）定值电阻 ， ，若将它们并联后接在电源电压为3V的电路中，则通过他们的电流之比为 。若将它们串联后接在电源电压为6V的电路中，工作2min消耗的总电能为 J。
【答案】1∶2；288
【知识点】欧姆定律及其应用；电功的计算
【解析】【解答】若将它们并联后接在电源电压为3V的电路中，并联电路中各支路两端的电压相等，根据欧姆定律可得 将它们串联后接在电源电压为 的电路中，总电阻
则工作2min消耗的总电能
【分析】在并联电路中，电流比等于电阻的反比；根据电压、电阻和时间计算消耗的电能。
16．（2020九上·长沙期中）2019年11月，第28届中国金鸡百花电影节在厦门举行，无人机群组成3D金鸡造型惊艳夜空（如图），若每架无人机上的LED灯功率为20W，1200架无人机持续亮灯1h消耗的电能为 kW·h。
【答案】24
【知识点】电功的计算
【解析】【解答】由 可得一架无人机持续亮灯1h消耗的电能
1200架无人机持续亮灯1h消耗的电能
【分析】根据电功率和时间的乘积计算消耗的电能。
17．（2020九上·长沙期中）甲灯标有 3V，乙灯标有 1W，甲、乙两灯的电阻分别为 R 甲、R 乙且保持不变，但R 甲>R
乙。若将它们以某种连接方式接到电压为 UA 的电源上时，则两灯均正常发光若将它们以另一种连接方式接到电压为UB 的电源上时，甲灯正常发光，乙灯的实际功率为其额定功率的 。则两灯接到电压为 UA 的电源上时是 联的，甲灯的额定功率为 W，乙灯的额定电压为 V。（不考虑灯泡电阻变化）
【答案】并；0.5；3
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】两灯的电阻R 甲>R 乙，第一种方式连接若是串联，据串联电路的电压特点，则此时U甲1>U乙1；第二种方式连接若是并联，则U甲2=U乙2。而两个电路中，甲灯都正常发光，即U甲1=U甲2=U甲额，所以U乙1
所以两灯的接到电压为UA的电源上时是并联。两灯并联时，两灯均正常发光，则两灯的额定电压相等，都为3V，即乙灯的额定电压为3V。乙灯的电阻
两灯串联时，甲灯正常发光， ，那么电路中的电流
甲灯的额定功率P甲额=U甲额I=3V× A=0.5W
【分析】用电器的电功率小于额定功率时，实际电压减小，与原来状态相比判断原来电路并联；利用电压和电功率可以计算电阻；根据电功率的变化和电阻，判断电流的变化，根据电压和电流计算电功率。
18．（2020九上·长沙期中）“隔热涂料”指近几年发展起来的一种反射热光型、工期短、见效快的功能性涂料。隔热涂料是集反射、辐射与空心微珠隔热于一体的新型降温涂料，采用添加中空玻璃或陶瓷微珠的隔热涂料能对太阳光中波长范围为400nm~2500nm的红外线进行高反射，不让太阳的热量在物体表面进行累积升温，又能自动进行热量辐射散热降温，把物体表面的热量辐射到外界去，降低物体的温度，即使在阴天和夜晚涂料也能辐射热量降低温度，在阳光强烈时，隔热涂料可以降低物体表面温度10~15℃左右，阴天和夜晚可以降温在3℃以上或是降低到和大气温度一致。
（1）在泳池周围，合理的利用隔热涂料，可以使水温降低2~5℃，这一温度与短文中的温度有差异是因为水的 较大；
（2）隔热涂料应用在建筑上时，可以通过反射光，避免因为太阳光照照射引起的 （选填“热传递”或“做功”），来降低室内的温度。
【答案】（1）比热容
（2）热传递
【知识点】热传递改变物体内能；比热容
【解析】【解答】(1)利用水进行吸热的原因是水的比热容比较大，相同质量的水和其它物质相比，每升高1摄氏度吸收的热量比较多。(2)太阳照射是利用热传递的方式改变内能，没有涉及能量的转换。
【分析】（1）水的比热容较大，在吸收热量后，温度变化较小；（2）温度不同的物体间发生热传递改变内能。
三、实验题
19．（2020九上·长沙期中）如图甲所示是 “探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，小华用两个相同的容器（图中用虚线形表示）分别装入质量相等的A，B两种液体，用相同的装置加热：
（1）实验前，按 （填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装器材；
（2）实验中两种液体吸收热量的多少可通过 （填“液体升高的温度”或“加热时间”）比较；
（3）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示，分析图象可知：质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时， 升温较高；
（4）冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供暖物质，则应选择 液体。
【答案】（1）自下而上
（2）加热时间
（3）B
（4）A
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)按自下而上的安装器材，便于确定石棉网、温度计的位置。(2)由于相同的时间内酒精灯释放的热量相同，故相同的时间内两种液体吸收的热量也相同。(3)如图所示，当加热时间相同吸收相同的热量，B物质的温度升的比较高。(4)吸收相同的热量，B物质升温比较快，比热容比较小，作为降温物质，我们需要比热容比较大的物质。
【分析】（1）探究加热实验时，组装器材从下到上；（2）通过相同的加热器，加热时间，表示吸收热量的多少；（3）根据实验数据，判断温度变化大小；（4）利用比热容较大的物体，便于供暖。
20．（2020九上·长沙期中）一只小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电流约为0.3A，小明想测量这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材，一个电压表、一个电流表，一个开关，电源、滑动变阻器、导线若干。
（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。
（2）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮。电流表无示数，电压表有示数，出现这一故障的原因可能是 。
（3）排除故障后，闭合开关并移动滑动变阻器的滑片，这一过程中眼睛要一直观察 表示数的变化，直到小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
【答案】（1）
（2）小灯泡断路
（3）电压表；0.65
【知识点】电功率的计算；探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)如图所示，电流从正极出发，经过滑动变阻器后，经过电流表，由于滑动变阻器连接原则是一上一下，故将滑动变阻器的上面接线柱与电流表的0.6A正接线柱接好，电流经电流表后经过灯泡、开关、回到负极，最后将电压表并联在电灯泡的两端，故如下图所示：
。(2)电流表无示数，则电路中出现了断路，电压表有示数，说明除了电压表所测的用电器其他是正常的，则电压表所测的灯泡断路。(3)由于测额定电功率，故只有满足了额定电压，小灯泡才可能正常发光；如图乙所示，电流表的示数为0.26A，则电灯泡的额定功率为
故电灯泡的额定功率为0.65W。
【分析】（1）测量灯泡电功率时，电压表和灯泡并联，电流表和滑动变阻器串联，滑动变阻器连接时一上一下；（2）在串联电路中电流表无示数，电压表示数较大，电压表测量的位置断路；（3）调节滑片时，通过观察电压表示数，判断灯泡的发光状态；利用电流表选择的量程和指针位置测量电流，利用电压和电流的乘积计算电功率。
21．（2020九上·长沙期中）现有下列器材：学生电源（恒为6V），电流表（0~0.6A，0~3A）、电压表（0~3V，0~15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各1个）开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电流与电阻的关系”。
（1）连接电路时，开关应该 （选填“断开”或“闭合”）；
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于 端（选填“左”或“右”）；
（3）实验中依次接入定值电阻，正确操作后，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可知电压表的示数控制为 V不变，并得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 ；
（4）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器______ 。
A．20Ω 1.0A B．30Ω 1.0A C．50Ω 1.0A
【答案】（1）断开
（2）右
（3）2；反比
（4）C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验；欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)为了保护电路，连接电路时，开关应该断开。(2)闭合开关前，滑动变阻器的阻值位于最大处，以便保护电路，故P位于最左端。(3)由乙图可知，当电阻的大小为5Ω时，电流为0.4A，故电阻两端的电压为
故电压表的示数控制为2V不变；由曲线可知，电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。(4)由于定值电阻的两端的电压需要控制在2V不变，那么滑动变阻器的两端的电压为
根据串联分压，则定值电阻和滑动变阻器的阻值大小关系为
则
当定值电阻最大接20欧姆时，滑动变阻器需要40Ω。
故答案为：C。
【分析】（1）连接电路时，开关应该断开；（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片位于最大处；（3）利用电流和电阻的乘积计算电压；电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（4）根据电源电压和电压表示数，结合电压表处的最大电阻，计算滑动变阻器的最大值。
四、计算题
22．（2020九上·长沙期中）如图所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L标有“3V
1.2W”的字样，R1、R2为定值电阻，R1=15Ω，R2=30Ω。当开关S闭合，S1、S2都断开时小灯泡L正常发光（不考虑温度对灯丝电阻的彩响）求：
（1）电源电压；
（2）当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表的示数；
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，整个电路消耗的电功率。
【答案】（1）解：当开关S闭合，S1、S2都断开时小灯泡L正常发光，则灯泡与电阻R1串联，通过电路中的电流为
则电阻R1的电压为
则电源电压为
答：电源电压为9V；
（2）解：当开关S、S1闭合，S2断开时，只有R1接入电路，则此时电路中的电流为
答：电流表的示数0.6A；
（3）解：当开关S、S1、S2都闭合时，R1与R2并联，灯泡被短路，那么此时个电阻的电功率为
则总功率为
答：故总功率为8.1W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据电功率和电压计算电流，结合电流和电阻计算电压；串联电路中总电压等于各用电器电压之和；（2）利用电压和电阻的比值计算电流；（3）根据电压和电阻计算电功率；总电功率是各用电器的电功率之和。
23．（2020九上·长沙期中）如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡上标有“6V 3.6W”（忽略温度对灯泡电阻的影响）当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，滑动变阻器两端的电压为U1，R2消耗的功率为P2；接着将滑片移到最左端，再闭合开关S3，此时R2消耗的功率为P2 ，电流表的示数变化了0.7A；当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，此时电压表的示数是3V，滑动变阻器两端的电压为U1 。已知U1：U1 =4：3，P2：P2 =1：9，求：
（1）灯泡的电阻；
（2）电源电压；
（3）通过开关通断，和滑片的移动，求电路中消耗的最大功率与最小功率之比。
【答案】（1）解：灯泡的电阻
答： 灯泡的电阻为10Ω；
（2）解：当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，此时滑动变阻器全部接入，滑动变阻器和电阻R2串联，设此时的电流为I，则
电阻R2的电功率
电源电压为
当接着将滑片移到最左端，再闭合开关S3，此时电阻R2与R3并联，滑动变阻器阻值为0，由串联变为并联，总电阻变小，总电压不变，故电流表的示数变大，此时电路中的电流为
设通过电阻R2的电流为
电源电压为
当只闭合开关S2 、S3，滑片P在中点时，此时灯泡和滑动变阻器串联，由电压表的示数为3V，是测灯泡的电压，故此时电路中的电流为
滑动变阻器两端的电压为
电源电压为
又由于U1：U1 =4：3，可知
化简可得
又根据P2：P2 =1：9，则
可知
将电流代入每一次求电源电压的三个等式中，可得 ， ，
则电源电压为
答：电源电压为6V
（3）解：当只闭合开关S2 时，滑片移动到阻值最大处，此时电灯泡、三个定值电阻和滑动变阻器串联，此时的总电阻最大，电流最小，电源电压不变，故此时的总电功率最小，最小的电功率为
由 可知，当总电阻最小时，总电功率最大，当开关S1和S2闭合，滑动变阻器的阻值最小时，此时灯泡和电阻R2和电阻R3并联，此时的总电阻最小，最小的总电阻为
则最大的总功率为
则最大功率与最小功率之比为
答：电路中消耗的最大功率与最小功率之比15：1。
【知识点】电阻的并联；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）利用电压和电功率，计算电阻大小；（2）利用电压和电阻的比值计算电流；根据电流和电阻计算电压，结合串联电路电压规律，计算未知电阻；根据电功率的比值计算电流大小；（3）当电路中的电阻最大时，电功率最小，电路中的电阻最小时，电功率最大。
湖南省长沙市一中双语、湘一芙蓉2020-2021学年九年级上学期物理期中考试试卷
一、单选题
1．（2017·邵阳）“节能减排，从我做起”．芳芳同学养成了随手断开家中暂时可以不用的用电器的习惯．当她断开一个用电器后，家庭电路中会变大的物理量是（ ）
A．总电流 B．总电压 C．总电阻 D．总功率
2．（2020九上·长沙期中）下列对生活中一些物理量的估测最符合实际的是（ ）
A．家用台灯正常工作时，功率大约是200W
B．家用电热水壶工作时的功率约为25W
C．对人体安全的电压是36V
D．空调工作时电流大约为5A
3．（2020九上·长沙期中）你见过史上最小气的猴子吗？如图所示，这只猴子小气到只要你抢走它手上的香蕉，它就不停地大吵大闹，你把香蕉还给它，他就停止吵闹．从物理学的角度分析，香蕉的作用相当于电路中的（ ）
A．开关 B．导线 C．电源 D．用电器
4．（2020九上·长沙期中）英国知名摄影师凯莱布﹒查兰最擅长的就是将看不见的科学原理变成艺术，他的作品《回归灯光》系列，使用水果和蔬菜为LED灯供电，让人惊叹不已。下列有关说法错误的是（ ）
A．发光二极管是电路中的用电器
B．把水果和蔬菜串联起来可以提高电压
C．LED灯在发光时，导线中的电子在做无规则运动
D．水果和蔬菜在这里扮演了“电源”的角色
5．（2020九上·长沙期中）某种电子测温枪测靠近被测者额头，闭合测温开关S1，只有热敏电阻R工作，测温枪显示被测者额头温度。在环境看不清示数时，再闭合开关S2，显示屏补光灯泡L发光；测温开关S1断开S2闭合时灯泡L不发光。关于热敏电阻R与补光灯泡L在电路中的连接方式，图中的电路符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
6．（2020九上·南宁月考）如图所示是一款迷你暖手宝，它内置锂电池，利用USB接口充电，内部发热片发热。下列说法正确的是（ ）
A．暖手宝充电的过程，是电流做功的过程
B．暖手宝发热的过程，是机械能转化成内能的过程
C．用暖手宝取暖时，手因为含有的热量增加而感到暖和
D．无论暖手宝充电还是发热的过程，锂电池在电路中都是电源
7．（2020九上·长沙期中）将一盏220V、60W的白炽灯，一台220V、60W的电风扇，一只220V、60W的小电暖手炉，同时接在220V的电压下，则相同时间内消耗的电能（ ）
A．电风扇最多 B．白炽灯最多 C．暖手炉最多 D．一样多
8．（2020九上·长沙期中）新冠肺炎疫情期间戴口罩能有效预防飞沫传播，要勤洗手，做好消毒工作，下列说法正确的是（ ）
A．新冠病毒随飞沫传播是一种分子运动
B．口罩有效是因为制作材料分子间没有空隙
C．闻到酒精消毒液的气味是因为分子运动
D．内层吸水层能够有效吸收呼出的水蒸气，说明分子之间存在斥力
9．（2019·天津）如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片P向左滑动时，连入电路的电阻变小的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2020九上·长沙期中）如图是电路元件甲和乙的I-U图象，下列说法正确的是（ ）
A．乙为定值电阻
B．当甲两端电压为2V时，R甲=0.2Ω
C．甲和乙两个元件串联接入电路中，电路电流为0.2A时，电路的总功率为0.6W
D．甲和乙两个元件并联接入电路中，当电源电压为2V时，电路总电流为0.4A
11．（2020九上·长沙期中）如图所示的电路中，电源电压恒为5V，电压表V1、V2的量程均为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“2.5V 1.25W”字样。闭合开关后，若要求三只电表的示数均不能超过所选量程，且灯泡两端电压不能超过其额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数的变化范围是0.4A~0.5A
B．整个电路的最大功率是3W
C．灯泡的最小功率为1W
D．滑动变阻器的电阻允许调节的范围是5Ω~6Ω
12．（2020九上·长沙期中）如图所示，电源电压E恒定不变，A到B、C到D之间电路连接情况不详且AB与CD之间没有任何连接。现将定值电阻R连接在AD间，R消耗电功率为81W；又将R拆下后连接在BC间，R消耗电功率为49W。则R接在BC间时，AB、CD消耗的总功率为（ ）
A．4W B．14W C．16W D．32W
二、填空题
13．（2020九上·长沙期中）2019年九月份，华为正式推出自主研发有自主知识产权的麒麟 芯片，该芯片采用7 （选填：“mm”、“ ”或“nm”）工艺制造，其中“芯片”所用的材料是 （选填：“导体”、“绝缘体”、“半导体”或“超导体”）。
14．（2020九上·长沙期中）一根粗细均匀的金属导线，其电阻值为8Ω，将其剪成等长的两段后，每段导线的电阻值是 Ω，若将它们并联接入电路中，并联后的总电阻值是 Ω。
15．（2020九上·长沙期中）定值电阻 ， ，若将它们并联后接在电源电压为3V的电路中，则通过他们的电流之比为 。若将它们串联后接在电源电压为6V的电路中，工作2min消耗的总电能为 J。
16．（2020九上·长沙期中）2019年11月，第28届中国金鸡百花电影节在厦门举行，无人机群组成3D金鸡造型惊艳夜空（如图），若每架无人机上的LED灯功率为20W，1200架无人机持续亮灯1h消耗的电能为 kW·h。
17．（2020九上·长沙期中）甲灯标有 3V，乙灯标有 1W，甲、乙两灯的电阻分别为 R 甲、R 乙且保持不变，但R 甲>R
乙。若将它们以某种连接方式接到电压为 UA 的电源上时，则两灯均正常发光若将它们以另一种连接方式接到电压为UB 的电源上时，甲灯正常发光，乙灯的实际功率为其额定功率的 。则两灯接到电压为 UA 的电源上时是 联的，甲灯的额定功率为 W，乙灯的额定电压为 V。（不考虑灯泡电阻变化）
18．（2020九上·长沙期中）“隔热涂料”指近几年发展起来的一种反射热光型、工期短、见效快的功能性涂料。隔热涂料是集反射、辐射与空心微珠隔热于一体的新型降温涂料，采用添加中空玻璃或陶瓷微珠的隔热涂料能对太阳光中波长范围为400nm~2500nm的红外线进行高反射，不让太阳的热量在物体表面进行累积升温，又能自动进行热量辐射散热降温，把物体表面的热量辐射到外界去，降低物体的温度，即使在阴天和夜晚涂料也能辐射热量降低温度，在阳光强烈时，隔热涂料可以降低物体表面温度10~15℃左右，阴天和夜晚可以降温在3℃以上或是降低到和大气温度一致。
（1）在泳池周围，合理的利用隔热涂料，可以使水温降低2~5℃，这一温度与短文中的温度有差异是因为水的 较大；
（2）隔热涂料应用在建筑上时，可以通过反射光，避免因为太阳光照照射引起的 （选填“热传递”或“做功”），来降低室内的温度。
三、实验题
19．（2020九上·长沙期中）如图甲所示是 “探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，小华用两个相同的容器（图中用虚线形表示）分别装入质量相等的A，B两种液体，用相同的装置加热：
（1）实验前，按 （填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装器材；
（2）实验中两种液体吸收热量的多少可通过 （填“液体升高的温度”或“加热时间”）比较；
（3）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示，分析图象可知：质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时， 升温较高；
（4）冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供暖物质，则应选择 液体。
20．（2020九上·长沙期中）一只小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电流约为0.3A，小明想测量这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材，一个电压表、一个电流表，一个开关，电源、滑动变阻器、导线若干。
（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整。
（2）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮。电流表无示数，电压表有示数，出现这一故障的原因可能是 。
（3）排除故障后，闭合开关并移动滑动变阻器的滑片，这一过程中眼睛要一直观察 表示数的变化，直到小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
21．（2020九上·长沙期中）现有下列器材：学生电源（恒为6V），电流表（0~0.6A，0~3A）、电压表（0~3V，0~15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各1个）开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电流与电阻的关系”。
（1）连接电路时，开关应该 （选填“断开”或“闭合”）；
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于 端（选填“左”或“右”）；
（3）实验中依次接入定值电阻，正确操作后，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象，由图象可知电压表的示数控制为 V不变，并得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 ；
（4）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器______ 。
A．20Ω 1.0A B．30Ω 1.0A C．50Ω 1.0A
四、计算题
22．（2020九上·长沙期中）如图所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L标有“3V
1.2W”的字样，R1、R2为定值电阻，R1=15Ω，R2=30Ω。当开关S闭合，S1、S2都断开时小灯泡L正常发光（不考虑温度对灯丝电阻的彩响）求：
（1）电源电压；
（2）当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表的示数；
（3）当开关S、S1、S2都闭合时，整个电路消耗的电功率。
23．（2020九上·长沙期中）如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡上标有“6V 3.6W”（忽略温度对灯泡电阻的影响）当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，滑动变阻器两端的电压为U1，R2消耗的功率为P2；接着将滑片移到最左端，再闭合开关S3，此时R2消耗的功率为P2 ，电流表的示数变化了0.7A；当只闭合开关S2、S3，滑片P在中点时，此时电压表的示数是3V，滑动变阻器两端的电压为U1 。已知U1：U1 =4：3，P2：P2 =1：9，求：
（1）灯泡的电阻；
（2）电源电压；
（3）通过开关通断，和滑片的移动，求电路中消耗的最大功率与最小功率之比。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】电阻的并联
【解析】【解答】解：AD、因电路中的总功率等于各用电器功率之和，所以，每关闭一个家用电器，电路的总功率变小；由P=UI可知，电路中的总电流变小，故AD不符合题意．
B、家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联，因家庭电路的电压不变，所以，每关闭一个家用电器，总电压不变，故B不符合题意．
C、家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联，而并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，因此每关闭一个用电器，总电阻将变大，故C符合题意．
故选C．
【分析】家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联，根据并联电路电阻的规律可知总电阻的变化；电路中的总功率等于各用电器功率之和，且家庭电路的电压不变，每多关闭一个家用电器时电路总功率变小，根据P=UI可知总电流的变化．
2．【答案】D
【知识点】电流的大小；电压和电压的单位换算；电功率
【解析】【解答】A．家用台灯正常工作时，功率大约是20W左右，A不符合题意；
B．家用电热水壶工作时的功率约为800W，B不符合题意；
C．对人体的安全电压是不高于36V，C不符合题意；
D．空调工作时的电压大约是5A，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据常见的电压、电流和电功率，结合数据解答。
3．【答案】A
【知识点】电路的构成及电路图
【解析】【解答】从题意上看，猴子手中的香蕉能够控制猴子的大吵大闹，电路中起到控制电路作用的器件为开关，
故答案为：A．
【分析】控制电路通断的元件，是开关。
4．【答案】C
【知识点】电源及其能量转化；电路的构成及电路图
【解析】【解答】A．发光的二极管是消耗电能的，故是用电器，A正确，不符合题意；
B．水果和蔬菜是提供电压的，电池串联可以提高电压，B正确，不符合题意；
C．LED灯在发光时，导线内的电子定向移动形成电流，C错误，符合题意；
D．水果和蔬菜在这里提供电能，故是电源，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】电流是导线内的电子定向移动形成的；电路中提供电能的是电源，消耗电能的是用电器。
5．【答案】D
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】由题意可知，同时闭合开关S2和S1时，补光灯泡L发光；补光灯泡L不发光时热敏电阻也能正常工作，说明补光灯泡与热敏电阻并联，图中的电路符合要求的是D选项的电路图。
故答案为：D。
【分析】各用电器可以单独工作，是并联电路，并联电路中干路开关控制所有用电器。
6．【答案】A
【知识点】做功改变物体内能；热传递改变物体内能；电源及其能量转化
【解析】【解答】A．暖手宝充电过程，是利用电流的热效应，是电能转为从内能的过程，即电流做功的过程，没有做功，A符合题意；
B．暖手宝发热的过程是温度高的发热片把热量传递给液体，是热传递的过程，B不符合题意；
C．用暖手宝取暖时，手因为吸收热量，内能增加而感到暖和，C不符合题意；
D．暖手宝充电时充当用电器，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】能量的转移是热传递，做功是能量的转化过程；消耗电能的是用电器，提供电能的是电源。
7．【答案】D
【知识点】电功的计算
【解析】【解答】因为电功（电能）为 ，白炽灯、电风扇、电暖手炉的电功率相同，通电时间相同。所以它们消耗的电能相同。A、B、C项不符合题意，D项符合题意。
故答案为：D
【分析】根据电功率和时间的乘积，计算消耗电能的多少。
8．【答案】C
【知识点】分子热运动；分子间相互作用力
【解析】【解答】A．分子很小，直接用肉眼看不到，飞沫是肉眼可以看到的；所以新冠病毒随飞沫传播是机械运动，不是分子的运动，A不符合题意；
B．由分子热运动可知分子之间存在间隙，所以口罩材料分子之间也有空隙，B不符合题意；
C．可以闻到酒精味，是由于酒精分子在不停地做无规则运动，C符合题意；
D．内层吸水层能够有效吸收呼出的水蒸气分子，吸收作用体现的是分子间存在引力，而不是斥力，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】闻到气味，说明分子在不停的做无规则运动。
9．【答案】A
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】A、图中滑片向左移动时，电阻丝接入部分变短，连入的阻值变小，符合题意；
B、同时接入上方两接线柱，相当于接入一导线，滑片移动，接入电阻不变，不合题意；
C、同时接入下方两接线柱，相当于接入一定值电阻，滑片移动，接入的电阻值不变，不合题意；
D、滑片向左移动时，电阻丝接入部分变长，接入电路中的电阻变大，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】滑动变阻器要起到改变电阻的作用应一上一下接入电路中，要使滑动变阻器的电阻变大或变小，关键是要看下边的接线柱接哪个.
10．【答案】C
【知识点】并联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】A．如图，甲电阻的U-I图像是一条直线，则电流与电压成正比，甲电阻的阻值一定，故甲是定值电阻，A选项错误；
B．当甲两端的电压为2V时，电流为0.4A，则电阻的大小为
B选项错误；
C．甲和乙两个元件串联接入电路中，电路电流为0.2A时，甲的电压为1V，乙的电压为2V，则总电压为
则总功率为
C选项错误；
D．甲和乙两个元件并联接入电路中，当电源电压为2V时，通过甲的电流为0.4A，通过乙的电流为0.2A，则总电流为
D选项错误。
故答案为：C。
【分析】电压和电流成正比时，电阻是定值电阻；利用电压和电流的比值计算电阻；电压和电流的乘积计算电功率；在串联电路中，中电压等于各用电器电压之和；并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。
11．【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A．为了保证电灯泡正常工作，最大的电流不能超过
根据电压表V2的量程，不能超过3V，故当滑动变阻器两端的电压为3V时，此时滑动变阻器的接入的阻值最大，则灯泡两端的电压为
电灯泡的电阻为
此时电路中的电流最小，最小电流为
A选项正确；
B．由A选项可知，电路中的最大的电流为0.5A，此时电路的总电功率最大，最大为
B选项错误；
C．灯泡的最小功率为
C选项错误；
D．滑动变阻器的最大阻值为
D选项错误。
故答案为：A。
【分析】根据灯泡的规格计算电流和电阻，利用电压和电阻的比值计算电流；根据电源电压和最大电流的乘积计算最大电功率；根据滑动变阻器的最大和最小分压，结合电流计算电阻取值范围。
12．【答案】B
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】设定值电阻R连接在AD间和在BC间电阻分别为I1和I2则有 -------①
-----②
联解①②方程得
则定值电阻R连接在BC间的总功率为
那么有
所以
所以AB、CD消耗的总功率为
故答案为：B。
【分析】在电阻一定时，利用电功率的比值计算电流之比；结合电源电压计算总功率比值；根据总电功率和已知功率的差，计算未知电功率。
13．【答案】nm；半导体
【知识点】半导体特点及作用
【解析】【解答】芯片属高科技产品，采用的是顶级 工艺制造。芯片所用的材料主要是硅、锗等半导体材料。
【分析】芯片是半导体材料，属高科技产品，长度单位是纳米。
14．【答案】4；2
【知识点】影响电阻大小的因素；电阻的并联
【解析】【解答】一根粗细均匀的金属导线，电阻值为8Ω，将其剪成等长的两段后，则每段长度变为原来的 ，则每段导线的电阻值是原来 ，即为8Ω× =4Ω。再把得到的两段并联起来使用，横截面积变为原来的2倍，长度变为原来的 ，所以阻值变为原来的 ，即为8Ω× =2Ω。
【分析】导体电阻和长度有关，导线越短，电阻越小，横截面积变大时，电阻变小。
15．【答案】1∶2；288
【知识点】欧姆定律及其应用；电功的计算
【解析】【解答】若将它们并联后接在电源电压为3V的电路中，并联电路中各支路两端的电压相等，根据欧姆定律可得 将它们串联后接在电源电压为 的电路中，总电阻
则工作2min消耗的总电能
【分析】在并联电路中，电流比等于电阻的反比；根据电压、电阻和时间计算消耗的电能。
16．【答案】24
【知识点】电功的计算
【解析】【解答】由 可得一架无人机持续亮灯1h消耗的电能
1200架无人机持续亮灯1h消耗的电能
【分析】根据电功率和时间的乘积计算消耗的电能。
17．【答案】并；0.5；3
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】两灯的电阻R 甲>R 乙，第一种方式连接若是串联，据串联电路的电压特点，则此时U甲1>U乙1；第二种方式连接若是并联，则U甲2=U乙2。而两个电路中，甲灯都正常发光，即U甲1=U甲2=U甲额，所以U乙1
所以两灯的接到电压为UA的电源上时是并联。两灯并联时，两灯均正常发光，则两灯的额定电压相等，都为3V，即乙灯的额定电压为3V。乙灯的电阻
两灯串联时，甲灯正常发光， ，那么电路中的电流
甲灯的额定功率P甲额=U甲额I=3V× A=0.5W
【分析】用电器的电功率小于额定功率时，实际电压减小，与原来状态相比判断原来电路并联；利用电压和电功率可以计算电阻；根据电功率的变化和电阻，判断电流的变化，根据电压和电流计算电功率。
18．【答案】（1）比热容
（2）热传递
【知识点】热传递改变物体内能；比热容
【解析】【解答】(1)利用水进行吸热的原因是水的比热容比较大，相同质量的水和其它物质相比，每升高1摄氏度吸收的热量比较多。(2)太阳照射是利用热传递的方式改变内能，没有涉及能量的转换。
【分析】（1）水的比热容较大，在吸收热量后，温度变化较小；（2）温度不同的物体间发生热传递改变内能。
19．【答案】（1）自下而上
（2）加热时间
（3）B
（4）A
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)按自下而上的安装器材，便于确定石棉网、温度计的位置。(2)由于相同的时间内酒精灯释放的热量相同，故相同的时间内两种液体吸收的热量也相同。(3)如图所示，当加热时间相同吸收相同的热量，B物质的温度升的比较高。(4)吸收相同的热量，B物质升温比较快，比热容比较小，作为降温物质，我们需要比热容比较大的物质。
【分析】（1）探究加热实验时，组装器材从下到上；（2）通过相同的加热器，加热时间，表示吸收热量的多少；（3）根据实验数据，判断温度变化大小；（4）利用比热容较大的物体，便于供暖。
20．【答案】（1）
（2）小灯泡断路
（3）电压表；0.65
【知识点】电功率的计算；探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)如图所示，电流从正极出发，经过滑动变阻器后，经过电流表，由于滑动变阻器连接原则是一上一下，故将滑动变阻器的上面接线柱与电流表的0.6A正接线柱接好，电流经电流表后经过灯泡、开关、回到负极，最后将电压表并联在电灯泡的两端，故如下图所示：
。(2)电流表无示数，则电路中出现了断路，电压表有示数，说明除了电压表所测的用电器其他是正常的，则电压表所测的灯泡断路。(3)由于测额定电功率，故只有满足了额定电压，小灯泡才可能正常发光；如图乙所示，电流表的示数为0.26A，则电灯泡的额定功率为
故电灯泡的额定功率为0.65W。
【分析】（1）测量灯泡电功率时，电压表和灯泡并联，电流表和滑动变阻器串联，滑动变阻器连接时一上一下；（2）在串联电路中电流表无示数，电压表示数较大，电压表测量的位置断路；（3）调节滑片时，通过观察电压表示数，判断灯泡的发光状态；利用电流表选择的量程和指针位置测量电流，利用电压和电流的乘积计算电功率。
21．【答案】（1）断开
（2）右
（3）2；反比
（4）C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验；欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)为了保护电路，连接电路时，开关应该断开。(2)闭合开关前，滑动变阻器的阻值位于最大处，以便保护电路，故P位于最左端。(3)由乙图可知，当电阻的大小为5Ω时，电流为0.4A，故电阻两端的电压为
故电压表的示数控制为2V不变；由曲线可知，电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。(4)由于定值电阻的两端的电压需要控制在2V不变，那么滑动变阻器的两端的电压为
根据串联分压，则定值电阻和滑动变阻器的阻值大小关系为
则
当定值电阻最大接20欧姆时，滑动变阻器需要40Ω。
故答案为：C。
【分析】（1）连接电路时，开关应该断开；（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片位于最大处；（3）利用电流和电阻的乘积计算电压；电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（4）根据电源电压和电压表示数，结合电压表处的最大电阻，计算滑动变阻器的最大值。
22．【答案】（1）解：当开关S闭合，S1、S2都断开时小灯泡L正常发光，则灯泡与电阻R1串联，通过电路中的电流为
则电阻R1的电压为
则电源电压为
答：电源电压为9V；
（2）解：当开关S、S1闭合，S2断开时，只有R1接入电路，则此时电路中的电流为
答：电流表的示数0.6A；
（3）解：当开关S、S1、S2都闭合时，R1与R2并联，灯泡被短路，那么此时个电阻的电功率为
则总功率为
答：故总功率为8.1W。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据电功率和电压计算电流，结合电流和电阻计算电压；串联电路中总电压等于各用电器电压之和；（2）利用电压和电阻的比值计算电流；（3）根据电压和电阻计算电功率；总电功率是各用电器的电功率之和。
23．【答案】（1）解：灯泡的电阻
答： 灯泡的电阻为10Ω；
（2）解：当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P在最右端时，此时滑动变阻器全部接入，滑动变阻器和电阻R2串联，设此时的电流为I，则
电阻R2的电功率
电源电压为
当接着将滑片移到最左端，再闭合开关S3，此时电阻R2与R3并联，滑动变阻器阻值为0，由串联变为并联，总电阻变小，总电压不变，故电流表的示数变大，此时电路中的电流为
设通过电阻R2的电流为
电源电压为
当只闭合开关S2 、S3，滑片P在中点时，此时灯泡和滑动变阻器串联，由电压表的示数为3V，是测灯泡的电压，故此时电路中的电流为
滑动变阻器两端的电压为
电源电压为
又由于U1：U1 =4：3，可知
化简可得
又根据P2：P2 =1：9，则
可知
将电流代入每一次求电源电压的三个等式中，可得 ， ，
则电源电压为
答：电源电压为6V
（3）解：当只闭合开关S2 时，滑片移动到阻值最大处，此时电灯泡、三个定值电阻和滑动变阻器串联，此时的总电阻最大，电流最小，电源电压不变，故此时的总电功率最小，最小的电功率为
由 可知，当总电阻最小时，总电功率最大，当开关S1和S2闭合，滑动变阻器的阻值最小时，此时灯泡和电阻R2和电阻R3并联，此时的总电阻最小，最小的总电阻为
则最大的总功率为
则最大功率与最小功率之比为
答：电路中消耗的最大功率与最小功率之比15：1。
【知识点】电阻的并联；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）利用电压和电功率，计算电阻大小；（2）利用电压和电阻的比值计算电流；根据电流和电阻计算电压，结合串联电路电压规律，计算未知电阻；根据电功率的比值计算电流大小；（3）当电路中的电阻最大时，电功率最小，电路中的电阻最小时，电功率最大。
