山东省滨州市阳信县2022-2023学年九年级上学期期中物理试题

这是一份山东省滨州市阳信县2022-2023学年九年级上学期期中物理试题，共19页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图与实验探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。

2022-2023学年山东省滨州市阳信县九年级（上）期中物理试卷
第Ⅰ卷选择题一、选择题（本大题共15小题，共48分。1-12小题为单选题，每小题只有一个选项最符合题意，每小题3分：13-15小题为不定向选择题，每小题至少有两个选项符合题意，全选对得4分，选对但不全得2分，错选或不选均不得分。）
1．（3分）现代人的生活已经离不开电了，下面对电的常识说法正确的是（　　）
A．废旧电池属于干垃圾，可以与其它垃圾一起处理
B．手机充电时输入的电压是36V
C．人体的电阻约为104Ω，在家庭电路中不会触电
D．电视机的待机功率约0.5W，在不观看时，也要及时关闭电源
2．（3分）如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒a去接触不带电的验电器金属球b后，验电器的两片金属箔张开，则下列说法正确的是（　　）

A．用丝绸摩擦过的玻璃棒带负电荷
B．丝绸与玻璃棒a摩擦过程中创造出了新电荷
C．a、b接触时，a上的一些电子转移到b上，瞬时电流方向b→a
D．验电器的两片金属箔张开时，金属箔都带正电荷
（多选）3．（3分）下列关于电流、电压和电阻的说法中，正确的是（　　）
A．电路两端有电压不一定有电流
B．电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流
C．当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
D．适当条件下，绝缘体也可以变为导体
4．（3分）将电阻R1、R2串联在电路中，若R1＝3R2，总电压为4V，则R1两端的电压为（　　）
A．4 V B．3 V C．2 V D．1 V
5．（3分）如图所示电路中，要使电阻R1、R2串联，甲、乙应该接入的是（　　）

A．闭合开关S，甲接电压表，乙接电流表
B．断开开关S，甲接电流表，乙接电压表
C．闭合开关S，甲、乙都接电压表
D．断开开关S，甲、乙都接电流表
6．（3分）小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”，a、b为长度一样的镍铬合金丝，b比a的横截面积大。关于此实验，下列说法不正确的是（　　）

A．小灯泡越亮，表示接入的合金丝电阻越小
B．本实验主要探究方法有控制变量法和转换法
C．为了更明显比较两条合金丝的电阻，可在电路中串联一个电流表
D．利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积、长度、材料的关系
7．（3分）如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图象，下列说法正确的是（　　）

A．甲、乙两元件的电流与电压都成正比
B．甲元件是一个阻值为10Ω的定值电阻
C．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路的总电流为0.3A
D．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，甲乙的功率之比为P1：P2＝1：4
8．（3分）如图所示电路，当开关S闭合后，L1、L2均能发光，电流表、电压表均有示数。过一会儿，灯都不发光，电流表、电压表的示数均为零，可能发生的故障是（　　）

A．L1灯丝断了 B．L1短路了 C．L2灯丝断了 D．L2短路了
9．（3分）如图是一个厨房天然气安全监控的部分电路原理图。电源电压不变，有定值电阻R0，R是用半导体材料制成的气敏电阻，其电阻值会随天然气浓度的升高变小，闭合开关S，若厨房天然气浓度升高，则下列判断正确的是（　　）

A．气敏电阻R两端电压变大
B．气敏电阻R的阻值变大
C．通过电阻的电流变小
D．电压表的示数变大
10．（3分）如图所示是某动感单车扶手的示意图，显示屏能显示有关骑行数据。正常骑行中，只有按压显示屏的“开始”按钮（相当于开关S1闭合），且将双手握住“手握感应片”（相当于开关S2闭合）时，显示屏才能接通电源，显示骑行数据。下列符合要求的模拟电路是（　　）

A．
B．
C．
D．
11．（3分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器
R2的滑片P向右移动时，下列说法中正确的是（　　）

A．电流表A的示数变大
B．电压表V的示数变大
C．电流表A1的示数变小
D．电压流表V与电流表A的比值变大
12．（3分）下列说法正确的是（　　）
A．导体和绝缘体的区别在于是否带电
B．对同一导体，导体两端电压与通过电流的比值不变
C．灯泡的额定功率越大亮度一定越亮
D．电风扇将电能全部转化为机械能，给人们的生活带来便利
（多选）13．（4分）探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验如图所示，两个透明容器中密封着等质量的空气，下列说法正确的是（　　）

A．U形管内液面高度变化是由管中液体热胀冷缩引起的
B．图甲是探究电流产生的热量与电流关系的实验
C．图乙中通电一段时间后右边U形管内液面高度差比左边小
D．图甲中通电一段时间后左、右两个容器内电阻丝产生的热量之比为4：1
（多选）14．（4分）如图是小明家电能表的表盘，以及电饭锅的内部简化电路图，已知电饭锅有高、低两个挡位，则下列选项中不正确的是（　　）

A．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多
B．小明家允许通过的最大电流为20A
C．当开关S接b时，电饭锅的高温挡在工作
D．断开其它电器，只让电饭锅工作2min，指示灯闪32次，此时电饭锅的功率为600W
（多选）15．（4分）如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关，当滑动变阻器滑片P从最右端滑到最左端过程中，R1的I﹣U关系图象如图乙中某条线所示，则下列判断正确的是（　　）
A．电源电压为10V
B．R1的阻值是20Ω
C．该电路的最大功率为4.5W
D．滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
第Ⅱ卷非选择题二、填空题（每空1分，共6分）
16．（2分）现将“6V 3W”的小灯泡接入9V的电源中，若要使小灯泡正常发光，需 　 　（选填“串联”或“并联”）一个 　 　Ω的电阻。
17．（2分）如图甲所示，电源电压保持不变，电阻R2＝10Ω，闭合开关S，电压表V1、V2的指针偏转情况完全相同，如图乙所示，则电流表A的示数为 　 　，电阻R1的阻值为 　 　。

18．（2分）如图，甲、乙两只小灯泡规格分别为“6V 6W”和“6V 3W”，电源电压为6V，闭合开关　 　，两灯泡并联：如果只闭合S3，两灯均发光，则此时　 　灯会较亮（选填“甲”或“乙”），此时乙灯的实际功率是　 　W。（结果保留一位小数）（不考虑温度对灯丝电阻的影响）

三、作图与实验探究题（本题4个小题，共26分）
19．（4分）把电池和开关的符号分别填入如图所示电路中的虚线框内。要求：闭合开关前只有一盏灯亮，闭合开关后，两灯都发光且电流方向如图所示。

20．（6分）小明和小丽通过实验“探究并联电路的电流规律”，用了两个相同规格的灯泡，如图甲是实验的电路图。
（1）连接电路时，开关要处于 　 　状态。

（2）连接电流表前，小明发现电流表指针如图乙所示，接下来他要对电流表进行的操作是 　 　，连接好电路后，闭合开关，发现电流表指针偏转仍如图乙所示，原因可能是 　 　，正确操作后，电流表示数如图丙所示，则电流表的示数为 　 　A。
（3）在解决了以上问题后，小明用电流表分别测出了A、B、C三处的电流，并记录在了表格中，如表所示：小明立即得出了并联电路的电流规律：
测量处
A
B
C
电流/A
0.24
0.24
0.48
①并联电路中各支路电流相等；
②并联电路中干路的电流等于各支路的电流之和。
而小丽同学认为结论①是错误的，应该对实验进行改进，方法是 　 　。
（4）实验结束后，小明又利用器材按图丁的电路图进行连接，当开关S由断开到闭合时，电流表A2的示数将 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
21．（8分）如图甲所示是小明“探究电流与电压、电阻的关系”的实验电路图。选用的实验器材是：电源（3V）、电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V），定值电阻R1＝5Ω，R2＝10Ω，R3＝20Ω，滑动变阻器、开关、导线若干。

（1）探究电流与电压关系；
①探究电流与电压的关系时，要保持 　 　不变，采用的科学探究方法是 　 　。
②该实验中滑动变阻器起到保护电路元件安全和 　 　的作用。
③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后，由实验数据画出的图象如图乙所示，其中M图象对应的是 　 　（选填“5Ω”或“10Ω”），由图象得到的实验结论是 　 　。
（2）探究电流与电阻的关系；
①小明通过多次实验，绘制出如图丙所示的I﹣R图像，由此可知，实验中当AB问的电阻R由5Ω换成10Ω时，为使电压表示数保持为 　 　V不变，应将滑动变阻器的滑片向 　 　（选填“a”或“b”）移动。
②当AB间换接20Ω的电阻时，小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数都无法达到要求，原因是 　 　。
22．（8分）科技小组用如图1所示电路测量定值电阻的阻值。

（1）请用笔画线代替导线，将图中的器材连接成完整电路，要求：
①滑片P向B端移动时，电流表示数变小；
②连线不能交叉；
（2）在连接电路时，滑动变阻器滑片P应位于 　 　（选填“A”或“B”）端；
（3）正确连接电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表无示数。电压表有示数，接近电源电压，原因可能是 　 　；
（4）解决问题后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，进行多次测量并记录数据。当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示为 　 　A，则电阻R的阻值为 　 　Ω；
（5）把图1的电阻R换成小灯泡L，重复上述实验，测量小灯泡的电阻。则根据实验数据绘制的I﹣U图像不是一条直线，原因是 　 　；
（6）另一小组的同学利用已知电阻R0，设计并连接了如图3所示的电路来测量未知定值电阻Rx的阻值，主要步骤如下：
①当开关 　 　时，电流表读数为I1；
②当开关S1、S2都闭合时，电流表读数为I2；
③待测电阻Rx＝　 　。（用已知和测出的物理量符号表示）
四、综合应用题（每小题10分，共20分）
23．（10分）如图甲所示电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示。求：

（1）小灯泡正常发光的电阻是多少？
（2）滑动变阻器的最大阻值为多少？
（3）该电路总功率变化范围是多少？
24．（10分）已知电源电压为10V保持不变，R1＝25Ω，小灯泡正常发光时的电流为0.3A。（不考虑灯丝电阻变化）
（1）断开S1、S2此时小灯泡L正常发光，求小灯泡正常发光的电压；
（2）S1、S2都闭合时，电流表示数变为0.6A，求R2的阻值；
（3）在（2）这个电路中，1min内，整个电路所消耗的电能是多少？


2022-2023学年山东省滨州市阳信县九年级（上）期中物理试卷
参考答案与试题解析
第Ⅰ卷选择题一、选择题（本大题共15小题，共48分。1-12小题为单选题，每小题只有一个选项最符合题意，每小题3分：13-15小题为不定向选择题，每小题至少有两个选项符合题意，全选对得4分，选对但不全得2分，错选或不选均不得分。）
1．【解答】解：A．废电池中含有重金属，乱扔会严重污染土壤或地下水，不可以与其它垃圾一起处理，故A错误；
B．手机充电时输入的电压是5V左右，故B错误；
C．人体接触家庭电路时的电流约为，此时手会迅速麻痹，不能摆脱电极，剧痛，呼吸困难，故C错误；
D．电视机的待机功率约0.5W，会消耗电能，时间越长，消耗的电能越多，所以在不观看时，也要及时关闭电源，故D正确。
故选：D。
2．【解答】解：
A、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，故A错误；
B、摩擦起电的实质是电荷的转移，在摩擦起电中并没有创造电荷，故B错误；
CD、当带正电的玻璃棒靠近验电器的金属球时，玻璃棒上的正电荷吸引验电器上的负电荷（自由电子），验电器上的自由电子转移到玻璃棒上，由于验电器的金属箔片失去电子而带正电，验电器的两片金属箔都带正电荷，相互排斥张开，瞬时电流方向a→b，故C错误，故D正确。
故选：D。
3．【解答】解：A、电路两端有电压，若电路是断开的，电路中没有电流，故A正确；
B、电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因，故B正确；
C、导体两端的电压为零时，导体的电阻大小不变，故C错误；
D、在一定条件下，导体可以变为绝缘体，例如，湿木棒干燥后变为绝缘体；在一定条件下，绝缘体可以变为导体，例如，常温下是绝缘体的玻璃加热到红炽状态时，就变为导体，故D正确。
故选：ABD。
4．【解答】解：∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴根据欧姆定律可得，电路中的电流：
I＝＝＝，
则R1两端的电压：
U1＝IR1＝×R1＝＝×4V＝3V。
故选：B。
5．【解答】解：电流表应串联在电路中，电压表应并联在电路中；
由图可知，要使R1、R2串联，则电流的路径只有一条，电流要向后经过两个电阻，所以则电流从电源正极流出，先后经过R1、R2、开关，最终回到负极，所以开关S应处于闭合状态，甲、乙都并联在电路中，都为电压表，故C正确。
故选：C。
6．【解答】解：
A、此实验中，小灯泡越亮，说明电路中的电流越大，表示接入的合金丝电阻越小，故A正确；
B、两根电阻丝的材料一样，横截面积不同，运用控制变量法，可以探究导体的电阻大小和横截面积、长度的关系；运用转换法，电阻的大小通过比较小灯泡的亮度来判断；所以，本实验主要探究方法有控制变量法和转换法，故B正确；
C、为了准确比较两条合金丝的电阻，可在电路中串联一个电流表，根据电流的大小来判断电阻的大小，故C正确。
D、根据控制变量法可知，探究导体电阻大小和材料的关系，应改变导体的材料，而由题知a、b两合金丝的材料相同，所以，不能探究导体电阻大小和材料的关系，故D错误。
故选：D。
7．【解答】解：
AB、由图象可知，甲对应的电流与电压成正比，其阻值是不变的，为定值电阻，乙对应的电流与电压不成正比，其阻值是变化的。当甲两端的电压为6V时，通过甲的电流为0.3A，根据欧姆定律可知甲的电阻R甲＝＝＝20Ω，故AB错误；
C、甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，甲、乙两端的电压均为2V。从图中可知通过甲、乙的电流分别为0.1A、0.2A，根据并联电路的电流特点可知电路的总电流为：0.1A+0.2A＝0.3A，故C正确；
D、甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，通过它们的电流均为0.2A，
由图象可知，它们两端的电压分别为4V、2V，
根据P＝UI可知甲乙的功率之比为P1：P2＝＝＝＝，故D错误。
故选C。
8．【解答】解：A、L1灯丝断了，则整个电路中无电流，灯都不亮，电表无示数。符合题意。
B、L1短路，则L2中还有电流，L2会变亮，电表有示数。不合题意。
C、L2灯丝断了，则电压表与电路串联，电压表分担电源电压，有示数。灯L1不亮，电流表无示数。不合题意。
D、L2短路，则电压表也短路无示数。但L1中还有电流，L 1会变亮，电流表有示数。不合题意。
故选：A。
9．【解答】解：
由电路图可知，R0与R串联，电压表测R0两端的电压。
当天然气浓度升高时，气敏电阻R的阻值变小，电路中的总电阻变小，故B错误；
电源电压不变，由I＝可知，电路中的电流变大，所以通过电阻的电流变大，故C错误；
由U＝IR可知，R0两端的电压变大，即电压表的示数变大。故D正确；
气敏电阻R两端的电压UR＝U﹣U0，U0变大，电源电压不变，所以气敏电阻R两端电压减小，A错误。
故选：D。
10．【解答】解：由电路图可知，
A、两开关串联共同控制显示屏，两开关都闭合时显示屏工作，否则不工作，故A符合题意；
B、两开关并联，任何一个开关闭合显示屏都能工作，故B不符合题意；
C、只闭合开关S1，显示屏能够工作；再闭合S2，会造成电源短路，故C不符合题意；
D、只闭合开关S1，显示屏能够工作；只闭合S2，显示屏不能工作，两个开关同时闭合，会造成电源短路，故D不符合题意。
故选：A。
11．【解答】解：由图可知，闭合开关S，该电路为并联电路，电流表A1测量通过R1的电流，电流表A测量干路的电流，电压表测量电源的电压；
由于电源电压不变，移动滑片时，电压表示数保持不变，故B错误；
当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据I＝可知通过滑动变阻器的电流减小；
并联电路各支路互不影响，通过R1的电流不变，电流表A1示数不变，故C错误；
根据并联电路电流特点可知，干路中的电流减小，即A示数减小，故A错误；
根据R＝可知；电压表V与电流表A的比值变大，故D正确。
故选：D。
12．【解答】解：A、导体和绝缘体的区别在于是否容易导电，故A错误；
B、对同一导体，导体两端电压与通过的电流的比值不变，即电阻值不变，故B正确；
C、灯泡的实际功率越大，灯泡亮度越亮，故C错误；
D、电风扇在工作过程中，电能大部分转化为机械能，还有一部分电能转化为内能，故D错误。
故选：B。
13．【解答】解：
A．U形管内液面高度变化是透明容器中空气热胀冷缩引起的，故A错误；
B．图甲中，两个透明容器中电阻丝的阻值相等，右边两个电阻丝并联后又与左边电阻丝串联，即左边电阻丝在干路上，根据并联电路中电流的特点可知，通过两个透明容器中电阻丝的电流不相等，所以图甲是探究电流产生的热量与电流关系的实验，故B正确；
C．图乙中，两个透明容器中电阻丝的阻值不相等，右边电阻丝的阻值大于左边电阻丝的阻值，两个电阻丝串联，根据串联电路中电流的特点可知，通过两个透明容器中电阻丝的电流相等；根据Q＝I2Rt可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多，所以通电一段时间后右边U形管内液面高度差比左边大，故C错误；
D．图甲中，右边两个电阻丝并联，两个电阻丝的阻值均为5Ω，根据并联电路中电压的特点可知，右边两个电阻丝两端的电压相等，根据欧姆定律可知，通过右边两个电阻丝的电流相等；左边电阻丝在干路上，根据并联电路中电流的特点可知，通过左边透明容器中电阻丝的电流是通过右边透明容器中电阻丝的电流的2倍，即I左＝2I右；
又R左＝R右＝5Ω，根据Q＝I2Rt可知，通电一段时间后左、右两个容器内电阻丝产生的热量之比为：
Q左：Q右＝I左2R左t：I右2R右t＝I左2：I右2＝4：1，故D正确。
故选：BD。
14．【解答】解：A、指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越快，故A错误；
B、从图中可知小明家允许通过的最大电流为20A，故B正确；
C、当开关S接b时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据P＝可知总功率较小，电饭锅在低温挡在工作，故C错误；
D、断开其它电器，只让电饭锅工作2min，指示灯闪32次，消耗的电能W＝＝0.02kW•h，此时电饭锅的功率P＝＝＝0.6kW＝600W，故D正确。
故选AC。
15．【解答】解：
由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，R1两端的电压最大，R2两端的电压为0V，
由图象可知，A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图象，B为电阻R1的I﹣U图象；
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I﹣U图象可知，电路中的最小电流I＝0.1A，R1两端的电压U1＝2V，R2两端的电压U2＝7V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源电压：U＝U1+U2＝2V+7V＝9V，故A错误；
电流最大值为0.5A，该电路的最大功率P＝UI大＝9V×0.5A＝4.5W，故C正确；
由I＝可得，定值电阻R1的阻值：R1＝＝＝20Ω，
滑动变阻器的最大阻值：R2＝＝＝70Ω，故B正确，D错误。
故选：BC。
第Ⅱ卷非选择题二、填空题（每空1分，共6分）
16．【解答】解：将灯泡接入电源电压为9V的电路，要使灯泡正常发光，灯泡两端的电压应该是6V，所以需要再串联一个电阻分压，那么定值电阻的电压U1＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V，
根据P＝UI可知：此时电路中电流I＝＝＝0.5A，
根据欧姆定律可知：定值电阻的阻值R1＝＝＝6Ω。
故答案为：串联；6。
17．【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，电阻R1、R2串联，电流表测量电路中的电流，电压表V1测量R1两端的电压，电压表V2测量电源电压。
因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，且两电压表指针位置相同，
所以电压表V1所接量程为0～3V，分度值为0.1V，其示数即R1两端的电压为：U1＝1.5V，
电压表V2所接量程为0～15V，分度值为0.5V，其示数即电源电压为：U＝7.5V，
则电阻R2两端的电压为：U2＝U﹣U1＝7.5V﹣1.5V＝6V，
电路中的电流为：I＝I1＝I2＝＝＝0.6A，即电流表的示数为0.6A；
R1的阻值为：R1＝＝＝2.5Ω。
故答案为：0.6A；2.5Ω。
18．【解答】解：（1）要使两只灯泡并联，闭合开关后，电流一支经过S2和灯泡乙，另一支经过灯泡甲和S1，然后两支路汇合后回到电源的负极，所以需要闭合开关S1、S2；
（2）由P＝UI＝可得，两灯泡的电阻分别为R甲＝＝＝6Ω，R乙＝＝＝12Ω，
如果只闭合S3，灯泡甲和灯泡乙串联，
因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
所以，由P＝UI＝I2R可知，灯泡乙的电阻较大，实际功率较大，乙灯泡较亮，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流I＝＝＝＝A，
则乙灯的实际功率P乙′＝I2R乙＝（A）2×12Ω≈1.3W。
故答案为：S1、S2；乙；1.3。
三、作图与实验探究题（本题4个小题，共26分）
19．【解答】解：由图所示可知，如果电源在下面方框中，开关在上面方框中，则闭合开关时，灯泡L1被短路，所以电源应该在上面位置，开关在下面的方框中，根据电流的方向，电源的下面是正极，如下图所示：

20．【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关要处于断开状态；
（2）连接电路前，小明发现电流表指针如图乙所示，接下来她要对电流表进行的操作是调零；闭合开关，由图乙所示可知，电流表指针反向偏转，这是由于电流表正负接线柱接反了造成的；由如图丙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A；
（3）由表中实验数据可知，只进行了一次实验，只测出了一组实验数据，并且两支路的电流相同，并联电路两支路电压也相同，故使用的灯泡规格相同，所以实验结论不具有普遍性，为得出普遍结论，应使用不同规格的灯泡进行多次实验，测出多组实验数据；
（4）如图所示的电路，当开关S断开时，电路为L1的简单电路，A2测灯L1的电流；S闭合时，两灯并联，A2测干路电流，根据并联电路各支路互不影响，通过L1的电流不变，由并联电路干路电流等于各支路电流之和，故电流表A2的示数变大。
故答案为：（1）断开；（2）调零；电流表正负接线柱接反了；0.24；（3）换用不同规格的灯泡多次实验；（4）变大。
21．【解答】解：（1）①探究电流与电压的关系时，需要保持电阻不变，采用的科学探究方法是控制变量法；
②探究电流与电压的关系时，需要改变定值电阻两端的电压，因此该实验中滑动变阻器的主要作用是改变定值电阻R两端的电压；
③由图乙可知，当M、N的电流相同时，N的电压大于M两端的电压，由欧姆定律可知，N图象对应的电阻大于M图象对应的电阻，因此M图象对应的是5Ω的定值电阻；
由图乙知，电阻R的I﹣U图象为过原点的直线，据此可得结论：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（2）①由图丙图象可知，电阻两端的电压：UV＝IR＝0.1A×20Ω＝…＝0.4A×5Ω＝2V；
根据串联电路的分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，根据串联电路电压的规律可知，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，由串联分压的分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向b端移动，使电压表的示数不变；
②根据串联电路的分压原理可知，当AB间换接20Ω的电阻时，电阻变大，其分得的电压增大，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，由串联分压的分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数都无法达到要求，说明滑动变阻器的最大阻值过小。
故答案为：（1）①电阻；控制变量法； ②改变定值电阻R两端的电压；③5Ω；电阻一定时，电流与电压成正比；（2）①2；b； ②滑动变阻器的最大阻值过小；
22．【解答】解：（1）滑片P向B端移动时，电流表示数变小，说明滑动变阻器阻值变大，故滑动变阻器选用A端接线柱与定值电阻串联在电路中，如下图所示：
；
（2）为了保护电路，在连接电路时，滑动变阻器滑片P应位于阻值最大处，即B端；
（3）正确连接电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即原因可能是定值电阻R断路；
（4）当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.5A，电阻R的阻值为：
R＝＝＝4Ω；
（5）小灯泡的电阻受温度的影响，随着温度的升高而增大，不是一个定值，故小灯泡的I﹣U图像不是一条直线；
（6）实验步骤：
①当开关S2断开时，电流表读数为I1；
②当开关S1、S2都闭合时，电流表读数为I2；
③在步骤①中，R0和Rx串联，电流表测串联电路电流，此时电源电压为：U＝I1（R0+Rx）；
在步骤②中，电阻Rx短路，电路为只有R0的简单电路，此时电源电压为：U＝I2R0；
由于电源电压恒定不变，可得待测电阻Rx＝。
故答案为：（1）见解答图；（2）B；（3）定值电阻R断路；（4）0.5；4；（5）小灯泡的电阻随温度的升高而增大；（6）S2断开； 。
四、综合应用题（每小题10分，共20分）
23．【解答】解：（1）灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量灯泡两端的电压。当滑片滑到最左端时，变阻器接入电路的阻值为零，电路为灯泡的简单电路，电源的电压等于此时灯两端的电压，
即电源的电压U＝UL＝12V，由图乙可知，此时电路中的电流为：Imax＝IL＝2.0A，
此时灯泡正常发光，由可得，灯泡正常发光的电阻：；
（2）由图象可知，灯泡两端的最小电压为：UL′＝3V，通过电路的最小电流Imin＝IL′＝1.0A，
滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣UL′＝12V﹣3V＝9V，
由可得，滑动变阻器的最大阻值：；
（3）电路消耗的最大功率：Pmax＝UImax＝12V×2.0A＝24W，
电路消耗的最小功率：Pmin＝UImin＝12V×1.0A＝12W，
电路总功率变化范围为12W～24W。
答：（1）小灯泡正常发光的电阻是6Ω；
（2）滑动变阻器的最大阻值为9Ω；
（3）该电路总功率变化范围是12W～24W。
24．【解答】解：（1）由电路图可知，S1、S2都断开时，R1与灯泡串联；
因小灯泡正常发光，则电路中电流I＝IL＝0.3A，
由I＝得：
R1两端的电压U1＝IR1＝0.3A×25Ω＝7.5V，
因串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和，
所以小灯泡正常发光的电压UL＝U﹣U1＝10V﹣7.5V＝2.5V；
（2）由电路图知，S1、S2都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流；
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以通过R1的电流：
I1＝＝＝0.4A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以通过R2的电流：
I2＝I干﹣I1＝0.6A﹣0.4A＝0.2A，
则由I＝得：
R2的阻值R2＝＝＝50Ω；
（3）在（2）这个电路中，1min内，整个电路所消耗的电能：
W＝UI干t＝10V×0.6A×60s＝360J。
答：（1）小灯泡正常发光的电压为2.5V；
（2）R2的阻值为50Ω；
（3）1min内，整个电路所消耗的电能是360J。