2020-2021学年四川省雅安市九年级（上）期末物理试卷

这是一份2020-2021学年四川省雅安市九年级（上）期末物理试卷，共23页。


2020-2021学年四川省雅安市九年级（上）期末物理试卷
1. 下列现象中，说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A. 风沙扑面 B. 桂花飘香 C. 雪花飞舞 D. 树叶凋落
2. 下列家用电器中，将电流热效应作为工作原理的是( )
A. 电视 B. 洗衣机 C. 电冰箱 D. 电烤炉
3. 下列物品中，通常情况下属于导体的是( )
A. 玻璃、大地 B. 橡胶、陶瓷 C. 金属、石墨 D. 塑料、油
4. 下列事例中，改变物体内能的方式与其他三个事例不同的是( )
A. 锯条锯木头发热
B. 金属勺放热汤中变得烫手
C. 铁丝来回弯折温度升高
D. 迅速压下活塞棉花燃烧
5. 关于温度、比热容、热量、内能，以下说法正确的是( )
A. 热量也有可能从内能小的物体向内能大的物体转移
B. 0℃的冰变成0℃的水，温度不变，内能不变
C. 50℃的水一定比20℃的水具有的内能多
D. 升高相同度时，吸收热量越多的物体比热容越大
6. 如图所示，将一根铅笔芯通过两个夹子接入电路中，当只把右端夹子向左移时，铅笔芯接入电路的电阻变小，小灯泡变亮。导致铅笔芯接入电路的电阻变小的主要因素是( )
A. 材料 B. 长度 C. 温度 D. 横截面面积
7. 在“探究电流与电压关系”的实验中，分别用R1、R2两个电阻进行探究，并根据各自的试验数据绘制出如图所示的U--I关系图象，从图中可以看出R1与R2的大小关系是( )
A. R1>R2 B. R1=R2 C. R1 8. 如图所示的电路中，电源的电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，滑片P向右移动时( )
A. 电流表A的示数变大 B. 电压表V的示数不变
C. R1消耗的电功率减小 D. 电路消耗的总功率增大
9. 在如图所示的电路中，正确的说法是( )

A. 闭合S1，断开S2，L1发光，L2不发光
B. 闭合S1，S2，L1，L2都发光
C. S1，S2都断开，L1，L2都不发光
D. 闭合S2，断开S1，L1，L2都发光
10. A、B两电阻的电流与电压的关系如图所示，将A、B串联后接在电压为3V的电源两端，则流过电阻A的电流为( )


A. 0.1A B. 0.2A C. 0.4A D. 0.6A
11. 如图所示，电源电压保持不变，R为定值电阻，当开关闭合时，标有“6V3W”的小灯泡L恰好正常发光；若保持R不变，将L换成另一只标有“6V2W”的小灯泡，闭合开关后，小灯泡工作时消耗的实际功率为( )
A. 大于2W B. 等于2W C. 小于2W D. 无法确定
12. 如图甲所示电路中，电源电压恒为5V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，电流表、电压表连入电路的量程分别为“0∼0.6A”和“0∼3V”，小灯泡上标有“3V”字样，通过小灯泡的电流随其两端的电压变化关系如图乙。下列说法正确的是( )

A. 小灯泡正常发光时的电阻为16Ω
B. 滑片P向b移动，电压表示数变小
C. 当电流表的示数为0.2A时，小灯泡10 s消耗的电能为6J
D. 为保护电路元件，滑动变阻器的取值范围为8Ω∼15Ω
13. 如图甲所示，电阻箱的示数是______ Ω；如图乙所示此时电能表的示数______ kW⋅h。


14. 有A、B两验电器，A带正电，B不带电，现用金属棒把验电器A、B两金属球连接起来的瞬间，金属棒中电流方向从______(选填“A到B”或“B到A”)
15. 在学习电流的热效应时，小明想探究“电流产生的热量是否与电阻大小有关”，他应该选用图中______(选填“图甲”或“图乙”)所示的电路进行实验。此实验中小明是根据玻璃管中液柱的高度来判断电流产生热量的多少的，这种研究方法叫做______。

16. 如图所示，是某种电热器的电路图，电源电压220V，R1、R2的阻值分别为11Ω、22Ω，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、中、低三个档位的转换，电热器在低温工作时开关S接在______(填“ab”“bc”“cd”“de”)，在高温档工作1min产生的热量是______J。

17. 如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则电源电压为______V，R1的阻值为______Ω，R2的最大阻值为______Ω。

18. 如图所示，学校有前、后两个门，在前、后门各装一个按钮开关，学校传达室有甲、乙两盏灯和电池组。要求：前门来人按下开关时甲灯亮，后门来人按下开关时乙灯亮。请虚线框内设计出电路图，并在实物图中连线(导线不要交叉)。









19. 小红做测量小灯泡电功率的实验(小灯泡标有“3.8V”字样)，电源电压恒为6V。

(1)如图甲所示是小红连接的部分电路，请你用笔画线代替导线，将电路连接完整；
(2)图甲中，连接电路时，开关应处于______ 状态。闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于______ (选填“A”或“B”)端；
(3)闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数。若电路中仅有一处故障，这个故障可能是小灯泡______ (选填“断路”或“短路”)；
(4)实验时，移动滑片P到某处，电压表示数为2.5V。要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向______ (选填“A”或“B”)端移动，直到电压表示数为______ V，此时电流表的示数如图乙所示，为______ A，则小灯泡的额定功率是______ W；
(5)在实验操作中，发现电流表损坏不能使用。小红利用阻值已知的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，测量额定电压为的另一小灯泡的额定功率。操作如下：
①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电压表的示数为；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电压表示数为U；
③小灯泡的额定功率______ (用U、和R0表示)。
20. 用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃.已知水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg。求：
(1)0.5kg煤气完全燃烧放出的热量。
(2)水吸收的热量。
(3)燃气灶烧水的效率。







21. 如图所示，已知电源电压为6V，电阻R1=20Ω、R2=10Ω。
(1)当开关S1、S2均断开时，电压表的示数为4V，求电流表的示数和R3的阻值。
(2)当开关S1、S2均闭合时，求电压表和电流表的示数。











22. 某科创兴趣小组的同学们发现在做电学实验时两节干电池串联时对外提供的电压总是达不到3V，经过上网查找资料发现实际的电源是有内阻的，相当于一个电压为U的理想电源和电阻r串联，其等效电路如图甲所示；为测量某电源的内阻，同学们设计了如图乙所示的电路，其中定值电阻R1=20Ω，电源电压恒定但要考虑其内阻r，接着同学们进行了以下操作：①只闭合开关S时，观察到电流表示数为0.5A；②当开关S和S1同时闭合时，观察到电流表示数为0.75A。灯泡标有“12V4.8W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。试求：
(1)灯泡正常发光时的电阻为______ Ω；
(2)电源的内阻r=______ Ω，电源电压U=______ V；
(3)电源输出功率是指电源外部电路消耗的功率，要使此电源的输出功率最大，外部电路的总电阻R′应为______ Ω。

23. 如图所示电路，电源电压18V恒定不变，小灯泡L标有“12V6W”的字样，滑动变阻器的规格为“200Ω1A”，电流表量程“0∼0.6A”电压表量程“0∼15V”，闭合开关，在电路安全的情况下(不考虑灯丝电阻的变化)，求：
(1)小灯泡L正常发光时的电流；
(2)滑动变阻器的电阻允许调节的范围；
(3)灯泡消耗的最小功率。







答案和解析
1.【答案】B

【解析】解：
ACD、分子运动是无法直接用眼睛看到的，故风沙扑面、雪花飞舞、树叶凋落属于宏观物体的机械运动，不是分子运动的体现，故ACD不符合题意；
B、桂花飘香属于扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故B符合题意。
故选：B。
不同的物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散，这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动，由于分子的体积很小，分子的运动无法用肉眼直接看到，但可以通过气味、颜色的变化来体现。
无论是液体还是固体，它们的分子在永不停息的做无规则运动，分子运动是肉眼看不见的，要把它与物体的机械运动区别开来。

2.【答案】D

【解析】解：A、电视机工作时，消耗电能主要转化为光能和声能，故A错误。
B、洗衣机工作时电能主要转化为机械能，故B错误。
C、电冰箱工作时电能主要转化为机械能，故C错误。
D、电烤炉工作时电能转化为内能，利用电流的热效应，故D正确。
故选：D。
电流的热效应是把电能转化为内能。
本题考查了电视机、洗衣机、电冰箱和电烤炉的工作原理。

3.【答案】C

【解析】解：常见的导体包括：人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐的溶液等。题中选项中，只有金属、石墨和大地是导体，其他的都是绝缘体。
故选：C。
容易导电的物体是导体，不容易导电的物体是绝缘体。根据导体和绝缘体的定义即可作出判断。
此题考查哪些物体为导体，属于识记的内容，比较简单。

4.【答案】B

【解析】解：
A、锯条锯木头时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的；
B、金属勺放热汤中，金属勺从热汤中吸收热量，是通过热传递的方式改变物体内能的；
C、反复弯折铁丝，对铁丝做功，将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的；
D、迅速压下活塞，活塞对气体做功，活塞的机械能转化为气体的内能，气体的温度升高，当温度达到棉花的燃点时，棉花就可以燃烧，属于做功改变物体的内能；
由此可知，B选项与其它三个选项在改变物体内能的方式上是不同的。
故选：B。
改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；做功的实质是能量转化的过程，即：内能和其他形式能的相互转化；热传递的实质是能量转移的过程，发生热传递的条件是有温度差。
本题考查了改变物体内能有两种方式，结合生活实际解决问题。

5.【答案】A

【解析】解：
A.在热传递过程中，热量从温度高的物体传递给温度低的物体，内能小的物体可能温度高，内能大的物体可能温度低，故A正确；
B.0℃的冰变成0℃的水，在熔化过程中，从外界吸收热量，内能增大，但温度保持在熔点不变，故B错误；
C.内能的多少与物体的质量、温度、状态等因素有关，因此只有温度关系，不能确定其内能的关系，故C错误；
D.根据Q=cm△t可知，在△t相同时，物体吸收热量的多少与物体质量和比热容的大小有关，不知道质量大小关系就无法根据吸收热量的多少来判断比热容的大小，故D错误。
故选：A。
(1)热传递的条件是存在温度差；
(2)物体吸收热量，内能变大，温度可能不变；
(3)内能的大小与温度、质量、状态等因素有关；
(4)质量相同的不同物质，升高相同的温度时，比热容大的物体，吸收的热量多。
本题考查了热传递的条件、内能的影响因素、比热容的大小，难度不大，要掌握。

6.【答案】B

【解析】解：
当只把右端夹子向左移时，铅笔芯接入电路中的长度变小，铅笔芯接入电路的电阻变小，电路中电流增大，小灯泡变亮；所以，可得出铅笔芯电阻和铅笔芯的长度有关，长度越小，电阻越小，故B正确。
故选：B。
当导线夹向左移动时灯泡亮度增大，灯泡亮度变大说明了通过灯泡的电流变大，根据欧姆定律说明电阻小了，导线夹向左移动就改变了铅笔芯接入电路的长度，从而得出导体电阻和长度的关系。
此题考查我们对于实验现象的分析能力，我们要能够根据实验现象得出结论

7.【答案】A

【解析】解：
由U−I图象(见下图)

得出：当R1与R2两端电压相同时，I1 电压一定时，导体中通过的电流与电阻成反比，因此R1>R2。
故选：A。
当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。从图象中读出：当R1与R2两端的电压为U一定值时，比较对应的电流值；通过电流的大小关系判断两电阻的阻值大小关系。
(1)正确从图象中读出对应的U−I值，会利用控制变量法比较两个电阻的阻值大小。
(2)此类题目有两种方法：
①相同电压，比较电流，电流大的电阻小，电流小的电阻大；
②相同电流，比较电压，电压大的电阻大，电压小的电阻小。

8.【答案】C

【解析】解：由电路图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；
A、滑片P向右移动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I=UR可知，电路中的电流变小，即电流表A的示数变小，故A错误；
B、由U=IR可知，定值电阻R1两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，则滑动变阻器R2两端的电压变大，即电压表V的示数变大，故B错误；
C、R1两端的电压变小，通过R1的电流变小，由P=UI可知，R1消耗的电功率减小，故C正确；
D、因电源的电压不变、电流减小，由P=UI可知，电路消耗的总功率减小，故D错误。
故选：C。
由电路图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；根据滑片的移动确定接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化，根据P=UI可知R1消耗的电功率变化，利用串联电路的电压特点确定电压表示数的变化，利用P=UI判断电路消耗的总功率的变化。
本题是一道动态分析题，分析清楚电路结构是正确解题的关键，熟练应用串联电路特点及欧姆定律、电功率公式即可正确解题。

9.【答案】D

【解析】
【分析】
本题主要考查对串联电路中连接特点的了解。
电路的基本连接形式有两种：一种是串联，在串联电路中电流只有一条路径，各用电器之间首尾相接；
另一种是并联，在并联电路中电流有多条流通路径，各个用电器之间并列连接。
【解答】
A.闭合S1，断开S2，会造成电源短路，这是不允许的，L1、L2都不发光，故A错误；
B.闭合S1，S2，闭合S1会造成电源短路，这是不允许的，L1、L2都不发光，故B错误；
C.S1，S2都断开，则L1灯跟电源构成通路，L1灯亮，L2灯不亮，故C错误；
D.闭合S2，断开S1，灯L1、L2并联，L1，L2都发光，故D正确。
故选D。  
10.【答案】B

【解析】解：将A、B串联后接在电压为3V的电源两端，串联电路各处电流相等，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以通过A、B的电流应相等，A、B两端的电压之和为3V，读图可知当通过A、B的电流为0.2A时，A两端的电压为1V，B两端的电压为2V，电源电压恰好为3V。
故选：B。
将A、B串联后接在电压为3V的电源两端，根据串联电路特点结合图像分析可知。
本题考查串联电路特点和学生的读图能力，从图中读取信息是解题的关键。

11.【答案】A

【解析】解：第一个灯泡的电阻：RL=U2PL=(6V)23W=12Ω，
第二个灯泡的电阻：RL′=U2PL′=(6V)22W=18Ω，
因为第二个灯泡的电阻比第一个灯泡的电阻大，所以第二个灯泡与R串联后的总电阻比第一个灯泡与R串联后的总电阻大，则此时电路中的电流比前一次的电流小，电阻R两端的电压比前一次R两端的电压小，由此可知，第二个灯泡两端的电压比第一个灯泡两端的电压大。由于第一个灯泡正常发光，说明它两端的实际电压等于额定电压，即为6V，所以第二个灯泡两端的电压高于6V，则第二个灯泡两端的实际功率比额定功率大。
故选：A。
灯泡的实际功率是由灯泡两端的实际电压决定的，所以要判断第二个小灯泡消耗的实际功率比2W大还是比2W小，我们就需要先判断出第二个小灯泡两端的实际电压比6V大还是比6V小，那么怎么才能判断出它两端的电压比6V大还是小呢？
本题中，R是定值电阻，先后有两个灯泡与R串联。第一个灯泡与R串联，灯泡分得的实际电压是6V(因为这个灯泡恰好正常发光)；第二个灯泡与R串联，这个灯泡能分多少电压呢？这就得看第二个灯泡的电阻比第一个灯泡的电阻大还是小了。如果第二个灯泡的电阻比第一个灯泡的电阻大，则就会造成第二次电路的总电阻比第一次电路的总电阻大，电路中的电流就比第一次电路的电流小，R两端的电压就比第一次R两端的电压小，于是就可以得出第二个灯泡分得的电压比第一个灯泡分得的电压多，反之亦然。
所以解答本题，我们还需要先算出这两个灯泡的电阻，算电阻可根据公式R=U2P来计算。
本题与我们常见的一道题其实是类似的：滑动变阻器与定值电阻串联，当滑动变阻器改变电阻时，分析电路中电流的变化情况、定值电阻和滑动变阻器两端电压变化情况。本题中虽然没有滑动变阻器，但在电路中先后串联阻值不同的灯泡，其实就相当于滑动变阻器，所以本题可以和我们常见的滑动变阻器与定值电阻串联的题型归为一类。
通过解答本题我们要有所收获：①在额定电压相同的情况下，电功率与电阻成反比；②串联电阻的分压能力与电阻的阻值大小有关，阻值大的电阻分压能力强。掌握了这两点，就可以帮助我们获得新的解题思路，就可以使问题变得简单化。

12.【答案】D

【解析】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、灯泡正常发光时的电压UL=3V，由图乙可知通过灯泡的电流IL=0.25A，
由I=UR可得，小灯泡正常发光时的电阻：
RL=ULIL=3V0.25A=12Ω，故A错误；
B、滑片P向b移动，接入电路中的电阻变大，
因串联电路中电阻越大分得的电压越大，
所以，滑动变阻器分得的电压变大，即电压表的示数变大，故B错误；
C、当电流表的示数为0.2A时，由图像可知灯泡两端的电压UL′=2V，
通电10s小灯泡消耗的电能：
WL=UL′It=2V×0.2A×10s=4J，故C错误；
D、因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的额定电流为0.25A，电流表的量程为0∼0.6A，
所以，电路中的最大电流，此时小灯泡正常发光，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
，
滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
，
当滑动变阻器两端的电压时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
此时灯泡两端的电压：
，
由图像可知，电路中的电流，
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：
，
所以，为保护电路元件，滑动变阻器的取值范围为8Ω∼15Ω，故D正确。
故选：D。
由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据图像读出通过灯泡的电流，根据欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻；
(2)根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据串联电路的分压特点可知电压表示数的变化；
(3)当电流表的示数为0.2A时，根据图像读出灯泡两端的电压，根据W=UIt求出通电10s小灯泡消耗的电能；
(4)比较灯泡正常发光时的电流和电流表的量程确定电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据串联电路的特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻；当电压表的示数最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大电阻。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，从图像中获取有用的信息是关键。

13.【答案】32581501.0

【解析】解：
(1)×1000的位置对应的数是3，×100的位置对应的数是2，×10的位置对应的数是5，×1的位置对应的数是8，故电阻箱的示数是3258Ω；
(1)由图可知电能表的示数为1501.0kW⋅h。
故答案为：3258；1501.0。
(1)用各指针所指的示数乘以下面的倍数，然后将所有的数值相加，即为该电阻箱的读数；
(2)电能表读数时注意：最后一位是小数、单位是kW⋅h。
本题考查了电阻箱的读数方法：把对应的数位上的数字读出，按照数位写出即可；还考查了电能表的读数方法，注意最后一位。

14.【答案】A到B

【解析】解：
带正电的A验电器是缺少电子，不带电的B验电器是既不多余电子也不缺少电子。当用金属棒把两个验电器的金属球连接起来的瞬间，B验电器上的一部分电子将会转移到A验电器上，由于电流方向与自由电子定向移动的方向相反，所以金属棒中电流方向从A到B。
故答案为：A到B。
规定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，金属导体中能够自由移动的是自由电子，据此进行分析。
本题考查了学生对电流方向的掌握情况，在金属导体中，能够自由移动的电荷是负电荷(自由电子)，所以在金属导体中，电流的方向始终与自由电荷的运动方向相反。

15.【答案】图乙  转换法

【解析】解：
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量多少跟电阻大小的关系，控制电流和通电时间不变，改变电阻的大小，由于串联电路中电流处处相等，通电时间相同，所以选择乙图；
电流产生的热量不能用眼睛直接观察，小明是根据玻璃管中液柱的高度来判断电流产生热量的多少的，这种研究方法叫做转换法。
故答案为：图乙；转换法。
(1)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，根据控制变量法分析解答；
(2)电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过玻璃管中液柱的高度来反映产生热量的多少，这种方法是转换法。
本题考查了电流产生热量的因素的探究，主要考查控制变量法和转换法的应用。

16.【答案】bc3.96×105

【解析】解：
(1)电压一定，根据P=U2R知，当电阻最大时，电功率最小，所以当旋转扇形开关S接在bc，即只有R2连入电路时为低温档；
(2)当两电阻并联时，旋转扇形开关S接触cd时电阻最小，
此时电路的总电阻，
在高温档工作1min产生的热量是：
。
故答案为：bc；3.96×105。
(1)根据P=U2R，当电阻最大时，电功率最小，为低温档，由此分析电路的连接；
(2)当两电阻并联时电阻最小，由并联电阻的规律求出并联电阻，由Q=W=U2Rt求出在高温档工作1min产生的热量。
本题考查了并联电路的规律及电热的计算以及电功率公式的应用，关键是低温档和高温档电路的连接判断。

17.【答案】3 5 10

【解析】解：由图甲可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图乙可知I1=0.6A，
根据欧姆定律可得，电源的电压：
U=I1R1=0.6A×R1，
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，由图乙可知，I2=0.2A，U2=2V，
滑动变阻器的最大阻值：
R2=U2I2=2V0.2A=10Ω，
根据串联电路中总电压等于各分电压之和可得，电源电压：
U=I2R1+U2=0.2A×R1+2V，
电源的电压不变，
0.6A×R1=0.2A×R1+2V，
解得：R1=5Ω，
电源的电压：U=0.6A×R1=0.6A×5Ω=3V。
故答案为：3；5；10。
由左图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大，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，由图象读出电流和电压，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出电源电压和R1的阻值。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大。

18.【答案】解：由题意知，甲乙两个电灯并联，前门开关控制甲灯、后门开关控制电灯；即甲灯亮时表示前门有人；乙灯亮时，表示后面有人，实物电路图和电路图如下图所示：


【解析】由题意可知，甲乙两盏灯泡可以独立工作、互不影响即为并联，且前门开关控制甲灯、后门开关控制电灯。
根据题意得出甲乙灯泡的连接方式和开关的位置是解决本题的关键。

19.【答案】断开  B 短路 

【解析】解：(1)灯的额定电压为3.8V，故电压表选用大量程与灯并联，如下所示：

(2)图甲中，连接电路时，为了保护电路，开关应处于断开状态。闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，即B端；
(3)电路连接完整后，闭合开关，电流表有示数，说明电路为通路，发现小灯泡不发光，这表明电路出现了短路现象，电压表无示数，说明与电压表并联小灯泡短路了；
(4)灯在额定电压下正常发光，示数2.5V小于灯的额定电压3.8V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A移动，直到电压表示数为额定电压；
当电压表示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流0.3A，则小灯泡的额定功率是：
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
(5)①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电压表的示数为；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电压表示数为U；
③在②中，电压表测灯与定值电阻的总电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压为：，由欧姆定，灯的额定电流：；
小灯泡的额定功率：。
故答案为：(1)如上所示；(2)断开；B；(3)短路；(4)A；3.8；0.3；1.14；。
(1)灯的额定电压为3.8V，故电压表选用大量程与灯并联；
(2)连接电路时，为保护电路，开关应处于断开状态；闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处；
(3)电路连接完整后，闭合开关，电流表有示数，说明电路为通路，根据电压表的示数分析故障的原因；
(4)灯在额定电压下正常发光，根据图中电流表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；
(5)若该电路中没有电流表，电压表和定值电阻应起到测量电流的作用，故将灯与定值电阻串联后再与变阻器串联；
要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先将电压表与灯并联，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P=UI可求出灯的额定功率。
本题测量小灯泡的额定功率，考查电路连接、注意事项、功率计算及设计实验方案测额定功率的能力。

20.【答案】解：
(1)0.5kg煤气完全燃烧放出的热量：
；
(2)水吸收的热量：

=4.2×103J/(kg⋅℃)×50kg×(70℃−20℃)
=1.05×107J；
(3)煤气灶的效率：
。
答：
(1)0.5kg煤气完全燃烧放出的热量为2.1×107J；
(2)水吸收的热量为1.05×107J；
(3)燃气灶烧水的效率为50%。

【解析】(1)已知煤气的质量和热值，可利用公式计算这些煤气完全燃烧放出的热量(总能量)。
(2)知道水的比热容、水的质量、水的初温和末温，利用公式计算水吸收的热量(有用能量)。
(3)求出了水吸收的热量和煤气完全燃烧放出的热量，利用公式计算煤气灶的效率。
本题考查学生对热传递过程中的吸热公式、燃料燃烧放出热量公式、热效率公式的理解和灵活运用，知道哪些是有用能量、哪些是总能量是关键。

21.【答案】解：(1)当S1、S2均断开，R2与R3串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，
电路中的电流(电流表的示数)：
I=I2=U2R2=4V10Ω=0.4A；
R3两端的电压：
U3=U−U2=6V−4V=2V，
根据欧姆定律可知，R3的阻值：
R3=U3I=2V0.4A=5Ω；
(2)当S1、S2均闭合时，R3被短路，R1与R2并联，电压表测电源电压，电流表测干路电流，
则电压表的示数为6V，
R1中的电流：
I1=UR1=6V20Ω=0.3A，
R2中的电流：
I2′=UR2=6V10Ω=0.6A，
则此时电流表的示数：
I′=I1+I2′=0.3A+0.6A=0.9A。
答：(1)电流表的示数为0.4A；R3的阻值为5Ω；
(2)电压表和电流表的示数分别为6V和0.9A。

【解析】(1)当S1、S2均断开，R2与R3串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律求出电流表的示数，再根据欧姆定律求出R3的阻值；
(2)当S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电压表测电源的电压，电流表测干路电流，利用欧姆定律求出各支路电流，进而求出电流表的示数。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。

22.【答案】30 4 12 4

【解析】(解：(1)根据P=U2R得，灯泡正常发光时的电阻：
；
(2)由电路图可知：只闭合开关S时，电阻R1与电源的阻值r串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则此时电路的总电阻为；
由I=UR可得电源电压：-----------①
当开关S和S1同时闭合时，L与R1并联后与电源内阻r串联，电流表测干路电流，
不考虑温度对灯丝电阻的影响。因电阻的串并联特点可得，此时电路的总电阻为；
由I=UR可得电源电压：-----------②
解①②可得：r=4Ω，U=12V；
(3)输出功率P=I2R=(Ur+R′)2R′=U2(r+R′)2R′=U2(R′−r)2R′+4r，
所以要使此电源的输出功率最大，R′=r=4Ω。
故答案为：(1)30；(2)4；12；(3)4。
(1)根据P=U2R即可求出灯泡正常发光时的电阻；
(2)只闭合开关S时，R1与电源的阻值r串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联和欧姆定律得出电源电压的表达式；
当开关S和S1同时闭合时，L与R1并联后与电源内阻r串联，电流表测干路电流，根据电阻的串并联和欧姆定律得出电源电压的表达式，然后解得内阻r和电源电压U；
(3)要使此电源的输出功率最大根据P=I2R分析即可判断。
本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用，分清电路的连接方式是关键。

23.【答案】解：(1)因为P=UI，
所以小灯泡L正常发光时的电流；
(2)因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0∼0.6A，变阻器允许通过的最大电流为1A，
所以，电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
由I=UR可得，电路中的总电阻和灯泡的电阻分别为：
，
，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
；
当电压表的示数UR=15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时灯泡两端的电压：
UL=U−UR=18V−15V=3V，
则电路中的最小电流：
，
则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：
，
则滑动变阻器接人电路的阻值在12Ω∼120Ω的范围时才能保证电路的安全；
(3)当灯泡两端的电压最小，即UL=3V时，灯泡消耗功率最小，为：
。
答：(1)小灯泡L正常发光时的电流为0.5A；
(2)滑动变阻器的电阻允许调节的范围为12∼120Ω；
(3)灯泡最小功率为0.375W。

【解析】(1)已知灯泡额定电压和额定功率，利用公式I=PU得到正常发光时的电流；
(2)灯泡正常发光时电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻和灯泡的电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点灯泡两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出变阻器接入电路中的最大阻值，然后得出滑动变阻器接入电路中的阻值范围；
(3)当灯泡两端的电压最小，灯泡消耗功率最小。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，正确的判断滑动变阻器接入电路电阻大小是关键。