江西省九江市永修县2023-2024学年九年级（下）开学模拟考物理试题（含答案）

2023-2024学年九年级（下）开年模拟考物理试题二
一、单选题：本大题共4小题，共8分。
1.已知铝、铁、铜的比热容依次减小，它们的初温和质量相同．吸收相同的热量后，比较铝、铁、铜的温度则( )
A. 铝的温度最高 B. 铜的温度最高 C. 铁的温度最高 D. 三者的温度都相同
2.图像可以形象直观地表达各物理量之间的关系或规律。如图所示图像不能表示下列哪两个物理量之间的关系( )
A. 同种物质的质量与体积
B. 物体受到的重力与质量
C. 定值电阻的电流与电压
D. 定值电阻的电功率与电流
3.如图中所示的四个电路中，闭合开关后，能使两灯串联的是( )
A. B. C. D.
4.下列物理量估计值合理的是( )
A. 人的双手间干燥时的电阻值约为
B. 我国家庭电路的电压是
C. 普通居民家庭用电每个月大约
D. 家用空调的电流约为
二、多选题：本大题共2小题，共6分。
5.如图所示的电路中，电源电压不变，定值电阻、的阻值不变，甲、乙两电表可能同时是电流表，也可能同时是电压表。断开开关时，甲、乙两电表的示数之比为：，然后将甲、乙两电表换成另一种电表，闭合开关，则下列判断中正确的是( )
A. ：：
B. 当两表为电压表时：：
C. 当两表为电流表时，、消耗的功率之比：：
D. 当两表为电压表时，、消耗的功率之比：：
6.在测“滑轮组的机械效率”的活动中，敏敏同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记，如图甲所示，然后用大小为的拉力匀速竖直向上提升总重为的钩码。当钩码上升的高度为时，敏敏同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记，并测得两点间的距离为，如图乙所示，则以下所求物理量正确的是( )
A. 拉力所做的总功是
B. 拉力所做的总功是
C. 克服物重所做的有用功是
D. 该滑轮组的机械效率是
三、填空题：本大题共8小题，共16分。
7.汽车各转向灯能独立工作，因此转向灯是______联的；打出租车时，小丽的手刚触车门就被“电”了一下，这常常是因为汽车在行驶过程中与空气______而带电，与小丽发生了放电现象；有拖地铁链的车，不发生这种现象，是因为铁链是______体。
8.如图所示，将一束扯成细线状的塑料捆扎绳用清洁干燥的手自上而下的捋几下，塑料细线就会向四周散开。在这个过程中，通过摩擦起电使塑料带上负电荷，则手______电子选填“失去”或“得到”。
9.把的电阻跟的电阻串联起来，接在电压是的电源上，则、两端的电压之比为______；若把、并联起来，接在同一电源上，则通过、的电流之比为______。
10.在家庭电路中热水器单独工作几分钟后，如图所示的电能表的转盘转了，该热水器消耗的电能为______；若不计能量损失，这段时间内热水器中的水可升温______保留两位小数。已知。
11.现在生活中使用的插座都设置有“保护门”，如图所示，“保护门”可有效防止儿童将手指插入插孔而造成触电事故，同时可避免灰尘长期沉积而造成内部______选填“断路”或“短路”；插入插座的各用电器构成______电路。
12.在易拉罐中放入少量的水，点燃酒精灯对易拉罐加热，待罐口出现白雾时，用面团堵住罐口，撤去酒精灯，让易拉罐自然冷却，观察到的现象是______，该现象证明了______存在。
13.某市居民生活用电电价是每度电元，小新家月初和月末电能表的示数如图所示，则小新家月份的电费为______元；小新家某用电器单独工作，电能表转动圈，则该用电器在这内耗电______，它的实际功率为______。
14.如图所示的电路中，电源电压保持不变，，。当开关和均断开时，电压表的示数为，此时电流表的示数应为______：当开关和均闭合时，电流表的示数为，那么的阻值为______。
四、实验探究题：本大题共4小题，共28分。
15.在探究“比较不同物质吸热情况”的实验中，要求选取质量相等的甲、乙两种液体，分别装入相同的烧杯中，用相同规格的电加热器加热。
为了完成实验，除图中所示的器材外，还需要的测量工具有天平和______；
加热时间
甲的温度
乙的温度
实验数据如表格所示，从开始加热到第时，甲液体吸收的热量______乙液体吸收的热量，甲液体分子运动剧烈程度______乙液体分子运动剧烈程度；甲液体的比热容______乙液体的比热容。均选填“大于”、“小于”或“等于”
16.在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度处由静止释放，撞击同一木块，能将木块推出一段距离，如图甲所示，请回答下列问题：
实验中所探究物体的动能是指______选填“铁球”或“木块”的动能。该实验是通过观察______来比较动能的大小。
让质量不同的铁球从斜面的同一高度处由静止释放，是控制______不变时，探究动能大小与______的关系。
有同学将实验装置改进成如图乙所示，用铁球将同一弹簧压缩后释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较。该装置不可以探究动能大小与______选填“质量”或“速度”的关系，理由是______。
甲、乙两组实验分别是利用重力势能和______能来转化成动能的。
画出图乙中压缩的弹簧对小球弹力的示意图。
17.小英想探究通过导体的电流与导体电阻的关系，她利用干电池、电流表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线，连接电路如图所示。小英闭合开关，读出电流表的示数，将电阻的阻值及电流表的示数记录在实验数据表格中；断开开关，将电阻换为不同阻值的电阻，仿照上述步骤再做两次实验，并将每次的电阻值及电流表的示数记录在实验数据表格中。
小英由实验数据得出结论：当导体的电阻增大时，通过该导体的电流减小。小英认为该实验顺利达到了探究目的；同组的小强认为：这个实验不能实现探究目的。请你写出小英的实验不能实现探究目的的原因______；
请你添加适当的实验器材，画出能够实现探究目的的电路图。
利用你设计的电路图，还能进行其他的探究实验，例如：探究______的关系。
18.小阳在“测定小灯泡电功率“的实验中，小灯泡的额定电压为，正常发光时电阻约为．
如图甲所示是他连接的实验电路，其中有一根导线连接错误．请你在错误的导线上画““，并用笔画线代替导线画出正确的导线．要求：滑片向左移动时小灯泡变亮．
电路连接正确后，闭合开关，小梦发现电流表无示数，电压表示数为，产生该现 象的原因可能______．
排除故障，继续实验．为了测小灯泡的额定功率，调节滑片使电压表示数为______，电流表的示数如图乙，则小灯泡额定功率是______
若将图甲电路中的小灯泡换成定值电阻，此实验装置还可完成的实验是______ 填选项前的字母．
A.探究电流与电阻的关系 探究电流与电压的关系．
五、计算题：本大题共3小题，共22分。
19.如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻阻值为。闭合开关后，电流表的示数为，电流表的示数为。求：
电源电压的大小；
电阻的阻值；
通电分钟，和消耗的总电能。
20.如图所示，电源电压保持不变，灯泡标有“”字样灯丝电阻不随温度变化，滑动变阻器铭牌上最大电阻值已经看不清楚，只能看清“”字样。只闭合开关时，灯泡正常发光；只闭合开关、，滑动变阻器滑片移至中点处，电流表的读数为。在确保电路安全情况下，求：
开关、闭合，开关状态不确定时，电路消耗的最小功率为多少？
只闭合开关时，移动滑片，在安全前提下，电流表示数能够达到所选量程最大值电表量程可能更换，再移动滑片，让电流表的示数为最大值的，这一过程中，滑动变阻器两端电压变化了，则电阻的阻值是多少？
21.爱动脑的小明想利用物理知识将电流表改装成电子拉力计，图甲是其电路原理图。弹簧右端和金属滑片固定在一起弹簧的电阻不计，定值电阻，、是一根长为的均匀电阻丝其电阻大小与长度成正比，阻值为，电源电压，电流表的量程为；当不拉拉环时，金属滑片刚好处于端。已知该弹簧伸长的长度与所受拉力的关系如图乙所示。
将电流表的表盘改为拉力计的表盘，可以把拉力的大小信息转化为电流信息，更加方便简洁，信息转化的关键环节为：拉力大小变化滑片的位置变化电路的______变化电流的变化。
当不拉拉环时，电路中的电流是______。
在电路中连入的目的是______。
为了保证电路安全，还需要对电阻丝接入电路的范围进行限制，其允许接入的阻值范围是______，该拉力计能够测量的最大拉力是______。
在不改变电表的条件下，要增大电子拉力计测量范围，以下调整方案可行的是______。
A.增大电源电压
B.减小电阻的阻值
C.在电路中再串联一个电阻
在图丙所示的电流表盘上标出拉力为时指针的位置。
小红同学设计了将电压表改装电子拉力计的电路，如图丁所示，弹簧伸长的长度与所受拉力的关系如图乙所示，已知电源电压为，定值电阻的阻值为，是长为的均匀电阻丝，阻值为，此方案中的电压表示数与被测拉力之间的关系式： ______。用、、、和表示。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：由题知，
铝、铁、铜金属块的质量相同，吸收的热量相同，比热容大的温度变化小
，
即：铜块的温度变化大，
铝、铁、铜金属块的初温相同，
吸收相同的热量后，铜块的温度最高．
故选B．
质量相等的铝、铁、铜金属块，吸收相等的热量后，比热容大的温度变化小，知道铝、铁、铜的比热容的大小关系，可以得出温度变化情况，又知道初温相同，从而得出吸收相同的热量后，谁的温度最高．
2.【答案】
【解析】解：由图像可知，该图像为正比例图像。
A、对于同种物质其质量与体积成正比，故该图像可以反映同种物质其质量与体积之间的关系，故A不符合题意；
B、物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比，故该图像可以反映重力与质量之间的关系，故B不符合题意；
C、电阻一定时，通过电阻的电流与其两端的电压成正比，故该图像可以反映定值电阻的电流与电压的关系，故C不符合题意；
D、根据可知定值电阻的功率与通过它的电流不成正比，故该图像不可以反映定值电阻的电功率与电流的关系，故D符合题意。
故选：。
分析图像横轴和纵轴所表示的物理量，根据各个物理量之间的关系可判断正误。
质量是物体含物质的多少，对于同种物质其质量与体积成正比；
重力是由于地球的吸引而使物体所受的力，物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比；
电阻一定是，通过电阻的电流与其两端的电压成正比。
本题考查学生的读图能力，以及学生对欧姆定律、质量、重力的一些基本概念的掌握情况，都是一些比较基础的知识点，需要同学们把记忆和理解结合起来去进行分析。
3.【答案】
【解析】解：、闭合开关后，图中的两灯泡为顺次连接，因此为串联电路，故A符合题意。
B、两灯泡均为并列连接，因此两灯泡形成的电路为并联电路，开关控制干路，故B不符合题意。
C、由于开关的闭合，电源的两极会被导线直接相连，发生电源短路现象，两个灯泡都不能工作，故C不符合题意。
D、由于开关和一个灯泡并联，开关的闭合会对这个灯泡短路，这个灯泡不能工作，故D不符合题意。
故选：。
串联电路是指顺次连接的电路；并联电路是指将用电器并列连接的电路；电源短路现象是指电源的两极被导线直接相连；因此根据串并联电路的连接特点对各选项进行逐一分析。
知道串联电路和并联电路的特点，会根据串并联电路的特点识别串联电路和并联电路。
4.【答案】
【解析】解：、人体电阻不同状态下差异较大。人的双手间干燥时的电阻约，但双手出汗时，身体电阻将明显减小。故A符合实际；
B、我国家用电器的额定电压一般是，与之配套的家庭电路电压也为故B符合实际；
C、普通居民家庭每个月用电在度左右。故C不符合实际；
D、空调的额定功率在左右，正常工作时的电流大约左右。故D不符合实际。
故选：。
不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
解决估测问题的关键是对物理量的单位大小及家用电器的规格有比较准确的感性认识，同时还与自己平时知识积累的程度有关。
5.【答案】
【解析】解：
A、断开开关，甲、乙两电表同是电压表时示数相等，而两表的示数不相等应同是电流表，两电阻并联，电流表甲测支路的电流，电流表乙测干路电流，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，两支路的电流之比：，
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由可得，两电阻的阻值之比：，故A正确；
B、当两表为电压表时，该电路为串联电路，电压表甲测量的是电源电压，乙测量的是的电压，则：：：：：，故B正确；
C、当两表为电流表时，电路为并联电路，电阻两端的电压是相等的，则、消耗的功率之比：：，故C错误；
D、当两表为电压表时，电路为串联电路，通过两个电阻的电流是相等的，、消耗的功率之比：：：：，故D正确。
故选：。
断开开关，甲、乙两电表同是电压表时示数相等，而两表的示数不相等应同是电流表，两电阻并联，电流表甲测支路的电流，电流表乙测干路电流，根据并联电路的电流特点求出两支路的电流之比，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两电阻的阻之比；
根据电压表的作用和串联电路电流的特点、欧姆定律公式求出电压表示数之比；
当两表为电流表时，根据公式求出功率之比；
当两表为电压表时，根据公式求出功率之比。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是电表类型的判断和电路连接方式的辨别。
6.【答案】
【解析】解：由图可知，物体的重由三段绳子承担，
钩码升高，则绳子自由端移动的距离为：，则，
克服物重所做的有用功：，
拉力所做的总功：，故AC正确、B错误；
该滑轮组的机械效率：
，故D正确。
故选：。
由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数，则拉力端移动距离，利用求有用功，利用求总功；
知道有用功和总功，根据机械效率公式求出机械效率。
本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算，明确绳子的段数是解答此题的关键。
7.【答案】并 摩擦 导
【解析】解：汽车各转向灯能独立工作，因此转向灯是并联的；小丽的手刚触车门就被“电”了一下，这常常是因为汽车在行驶过程中与空气摩擦而带电，与小丽发生了放电现象；有拖地铁链的车，不发生这种现象，是因为铁链是导体。
故答案为：并；摩擦；导。
并联电路的特点：各支路的用电器工作互不影响。
物体间相互摩擦而带电的现象叫摩擦起电。
容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。
知道并联电路的特点、摩擦起电现象，认识常见的导体，可解答此题。
8.【答案】失去
【解析】解：将一束扯成细线状的塑料捆扎绳用清洁干燥的手自上而下的捋几下，通过摩擦起电使塑料因得到电子带上负电荷，则手失去电子带上正电荷。
故答案为：失去。
摩擦起电的实质并不是创造了电荷，而是发生了电荷的转移，使正负电荷分开。
此题考查了摩擦起电的实质，属基础题目。
9.【答案】： ：
【解析】解：两电阻串联时，通过两电阻的电流相等即：：，
因为，
所以两电阻两端的电压之比：：：：：；
两电阻并联时，两电阻两端的电压相等，
通过两电阻的电流之比。
故答案为：：； ：。
两电阻串联时，通过两电阻的电流相等，根据欧姆定律可知两电阻两端的电压之比；
两电阻并联时，两电阻两端的电压相等，根据欧姆定律求出通过两电阻的电流之比。
本题考查了并联电路的特点和串联电路的特点以及欧姆定律的应用，应用好规律是解决本题的关键。
10.【答案】
【解析】解：表示电路中用电器每消耗的电能，电能表的转盘转，
电能表的转盘转时，热水器消耗的电能：
；
由题意可知，水吸收的热量：，
由可得，水升高的温度：
。
故答案为：；。
表示电路中用电器每消耗的电能，电能表的转盘转，据此求出电能表的转盘转时，热水器消耗的电能；
由题意可知，水吸收的热量等于消耗的电能，根据求出水升高的温度。
本题考查了消耗电能的计算、吸热公式的应用，知道电能表相关参数的意义是关键。
11.【答案】短路 并联
【解析】解：灰尘长期沉积会造成插座内部短路，从而烧坏插座，“保护门”可以有效的防止这一安全隐患；
插入插座的各用电器构成并联电路。
故答案为：短路；并联。
处处连通的电路为通路；某处断开的电路为断路；电源短路是指电源两极不经过用电器直接连通的电路；
家用电器并联接入电路，工作时互不影响。
本题考查了电路的三种状态、电路的连接方式，属于基础知识。
12.【答案】易拉罐被压瘪 大气压
【解析】解：
点燃酒精灯对装有少量水的易拉罐加热，水吸热汽化生成水蒸气，水蒸气把易拉罐内的空气排出；用面团堵住罐口，停止加热，罐内气体温度降低，气体压强减小，小于大气压，大气压将易拉罐压瘪。
易拉罐被压瘪这个实验可以证明大气压的存在。
故答案为：易拉罐被压瘪；大气压。
在罐内灌少许水进行加热会使实验现象明显的原因：水吸热汽化，变成水蒸气，排出罐内空气。
根据易拉罐被压瘪现象可知大气压的存在。
著名的有马德堡半球实验、日常生活中用吸管喝饮料等现象都证明了大气压的存在，我们在平时的学习中要注意知识和生活的联系，要能够使用我们所学的物理知识解释生活中的物理现象。
13.【答案】
【解析】解：当月消耗的电能，
电价是每度电元，则小新家月份电费元元；
因为电能表的表盘转了转，所以用电器消耗的电能为：；
用电器的功率：。
故答案为：；；。
月末的示数减去月初的示数就是当月消耗的电能，已知电价是每度电元，然后可知小新家月份电费；
“”表示每用电指示表盘转转，可求出电能表的表盘转了转消耗的电能，知道工作时间，可利用公式计算出用电器的功率。
本题考查对电能表各参数的理解以及电功率和电能的计算，关键是对电能表各参数的正确理解以及公式及其变形的灵活运用。
14.【答案】 ；
【解析】当开关和均断开时，此时电阻和串联，电压表测电源电压，电源电压，
根据欧姆定律可得：电流表示数；
当开关和均闭合时，此时电阻和并联，被短路，此时电路总电阻，由于并联电路总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和，所以，即，解得。
故答案为： ；。
15.【答案】秒表 等于 小于 大于
【解析】解：根据转换法，用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，故要完成该探究实验，除了图中所示的器材外，还需要的测量工具有天平和秒表；
用相同的加热器加热相同的时间，两种液体吸收的热量相同，所以从开始加热到第时，两液体的加热时间相同，故甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量；
由表格数据知，在第时，乙液体的温度高于甲液体的温度，故甲液体分子运动剧烈程度小于乙液体分子运动剧烈程度；
由表格可知，相同时间内，质量相同的甲乙吸收相同的热量，甲升高的温度小于乙升高的温度，根据可知，甲的比热容大于乙的比热容。
故答案为：秒表；等于；小于；大于。
我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
用相同的加热器加热相同的时间，两种液体吸收的热量相同；
温度越高，分子运动越剧烈；
由判断比热容的大小。
本题考查了物质的吸热能力的探究实验，关键是利用好吸热公式和控制变量法的应用。
16.【答案】铁球 木块移动的距离 速度 质量 质量 不能控制铁球的速度相同 弹性势
【解析】解：铁球从斜面上滚下撞击木块，故探究的是铁球的动能大小；实验中通过木块被推出距离的多少可看出铁球动能的大小；
让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，铁球到达水平面的速度相同，质量不同，所以是探究速度相同的铁球动能大小与质量的关系；
若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，不能控制铁球的速度相同，这样是不能完成实验目的，不能探究动能大小与质量的关系；
甲实验中，小球滚下时，小球的重力势能转化为动能；乙中弹簧被压缩后具有弹性势能，弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
压缩的弹簧对小球弹力作用在小球上，方向水平向右，故画出弹簧对小球弹力的示意图如图：
故答案为：铁球；木块移动的距离；速度；质量；质量；不能控制铁球的速度相同；弹性势；见解析。
实验中探究的是铁球的动能的大小；通过对木块推出距离的多少可看出小球动能的大小；
在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，若要研究动能大小与质量的关系，应控制其运动的速度相同；
结合控制变量法的要求，看是否合理的控制了相关变量，并改变了要研究的变量，这样才能知道是否符合实验要求；
发生弹性形变的物体具有弹性势能；高处的物体具有重力势能；
根据力的示意图的定义，将弹簧对小球弹力的方向、作用点表示出来即可。
该题考查了转换法、控制变量法等研究方法在探究实验中的应用，在平时做实验时要多观察，多思考。
17.【答案】没有保持电阻两端电压不变；
；
导体的电流与导体两端电压。
【解析】要探究通过导体的电流与导体电阻的关系，实验应保持定值电阻两端的电压不变，实验中并未控制定值电阻两端的电压保持不变，因此，小英的实验不能达到探究的目的。
要能够实现探究目的，需要在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片使定值电阻两端的电压保持不变，电路图如图所示：
；
利用图示装置，可以控制电阻不变，通过滑动变阻器改变定值电阻两端的电压，可以探究导体的电流与导体两端电压的关系。
在探究电流与电阻关系的实验中，由于电压和电阻都会对电流产生影响，所以我们采用控制变量法来进行研究，即研究电流与电阻关系时要控制电压一定；
研究电流与电阻关系时通过移动滑动变阻器的滑片使定值电阻两端的电压保持不变；
利用图示装置，可以控制电阻不变，通过滑动变阻器改变定值电阻两端的电压，据此分析解答。
本题探究电流与电阻关系，考查控制变量法及电路图的设计。
18.【答案】小灯泡断路；；；
【解析】解：检查电路发现，滑动变阻器连线没有“一上一下”，滑片向左移动灯泡变亮，电流变大，滑动变阻器电阻变小，靠近下接线柱，应连接接线柱，如图所示．
灯泡不亮，电流表无示数，说明电路中存在断路；电压表有示数，说明电压表中间小灯泡断路．
电压表示数等于额定电压，电流表量程为，分度值为，电流表示数，．
小灯泡换成定值电阻，电阻不变，探究电流与电压的关系．
故答案为：如图所示；小灯泡断路；；；．
检查电路连接问题，电表量程的选择，电表是否“正进负出”，滑动变阻器连线．
灯泡不亮，电流表无示数，电路断路；电压表有示数，说明电压表中间部分断路．
测量小灯泡额定功率，让电压表示数为额定电压，读出对应电流，由计算电功率．
熟悉电学典型电路，换电阻可以完成实验有，研究电流与电阻和电压的关系，伏安法测电阻．
本题考查了测小灯泡电功率的实验的电路的连接、电流表的读数、滑动变阻器的使用、电功率的计算、电学典型电路的了解．
19.【答案】解：由图可知，、并联，电流表测量干路的总电流，电流表测量通过的电流；
由可知，两端的电压：，
根据并联电路的电压特点可知，电源电压：；
根据并联电路的电流特点可知，通过的电流：，
由可知，的阻值：；
通电分钟，和消耗的总电能：。
答：电源电压的大小为；
电阻的阻值为；
通电分钟，和消耗的总电能为。
【解析】由图可知，、并联，电流表测量干路的总电流，电流表测量通过的电流；
根据欧姆定律求出两端的电压，根据并联电路的电压特点可知电源电压；
根据并联电路的电流特点求出通过的电流，根据欧姆定律求出的阻值；
根据求出通电分钟，和消耗的总电能。
本题考查并联电路的特点、欧姆定律以及电功公式的应用，是一道常考题，难度并不大。
20.【答案】解：只闭合开关时，灯泡正常发光，则电源电压，
此时通过灯的电流为：，
灯的电阻为：，
只闭合开关、，滑动变阻器滑片移至中点处，灯与滑动变阻器并联，
则通过滑动变阻器的电流为：，
则滑动变阻器的最大阻值为：，
开关、闭合，开关也闭合，则短路，所以开关不管是否闭合，对整个电路无影响，
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，总电阻最大，
此时总电阻为：，
根据可知，电路消耗的总功率最小，
电路消耗的最小功率为：；
只闭合开关，电阻与滑动变阻器串联，在安全前提下，电流表示数能够达到所选量程最大值，因为滑动变阻器允许通过的最大电流为，所以电流所选量程为，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，且电源电压不变，所以定值电阻两端电压变化量等于滑动变阻器两端电压变化量，
则电阻的阻值：。
答：电路消耗的最小功率为；
电阻的阻值为。
【解析】只闭合开关时，灯泡正常发光，据此可求出电源电压，根据和欧姆定律可求出通过灯的电流和灯的电阻；只闭合开关、，滑动变阻器滑片移至中点处，灯与滑动变阻器并联，根据并联电路电流规律和欧姆定律可求出滑动变阻器的最大值；开关、闭合，开关也闭合，则短路，所以开关不管是否闭合，对整个电路无影响，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，总电阻最大，根据可求出电路消耗的总功率最小；
只闭合开关，电阻与滑动变阻器串联，在安全前提下，电流表示数能够达到所选量程最大值，因为滑动变阻器允许通过的最大电流为，所以电流所选量程为，
因串联电路两端电压等于各部分电压之和，且电源电压不变，所以定值电阻两端电压变化量等于滑动变阻器两端电压变化量，根据欧姆定律可求出电阻的阻值。
本题考查串并联电路的特点、电功率计算公式和欧姆定律的应用，关键明确开关处于不同状态时电路的连接方式。
21.【答案】总电阻 保护电路
【解析】解：由图甲知，电流表、、串联在电路中，当拉力大小变化时，滑片的位置变化，连入电路的阻值变化，电路的总电阻变化，电源电压一定，由欧姆定律可知，电路中电流的变化；
由题知，当不拉拉环时，金属滑片刚好处于端，此时连入电路的阻值为其最大值，
由串联电路特点和欧姆定律可得，电路中电流：
；
在电路中连入的目的是防止电流过大而烧坏电流表，即起到保护电路的作用；
由电流表的量程知，电路中的最大电流为，
此时电路中总阻值的最小：，
则：，
所以电阻丝允许接入的阻值范围是；
接入电路中电阻最小时，接入电路的长度最小为：，
则弹簧的最大伸长量为：，
由图乙知，与成正比，所以，且当时，，
所以，，故
所以拉力计能够测量的最大拉力：；
由知，要增大电子拉力计测量范围，即增大值，保证电路安全前提下，应增大的值，则需减小电阻丝连入电路的阻值，
电路的最大一定，电路的总电阻，则，
A.和一定，若增大电源电压，则电阻丝连入电路的电阻增大，不合题意；
B.和电源电压一定，若减小电阻的阻值则电阻丝连入电路的电阻增大，不合题意；
C.和电源电压一定，电路的总电阻一定，若在电路中再串联一个电阻，则可减小电阻丝连入电路的阻值，符合题意；
由图象知，当拉力为时，，
连入电路的长度：，
连入电路的阻值：，
电路中的电流，
拉力为时指针的位置，如图所示：
；
由图丙知，的最大值与串联在电路中，电压表测的左侧部分两端电压，
在拉力作用下，，
由串联电路特点和欧姆定律可得，电压表示数：
。
故答案为：总电阻；；保护电路；；；；见上图；。
由图甲知，电流表、、串联在电路中，据此分析拉力变化时，电路中电流变化的原因；
当不拉拉环时，金属滑片刚好处于端，根据串联电路特点和欧姆定律计算电路中的电流；
根据串联电路的特点可分析的作用；
由电流量程确定电路中的最大电流，根据串联电路特点和欧姆定律计算接入电路的最小值，从而得到其接入电路阻值范围；
当电流表指针指在处时，利用欧姆定律求出变阻器接入电路的电阻值，进而求出电阻丝接入电路的长度，即可得到弹簧的伸长量，可由图象求出与的关系式，从而计算出拉力计能测量的最大拉力；
由与的关系式可知，要增大电子拉力计测量范围，在保证电路安全的前提下应增大的值，此时根据串联电路和欧姆定律分析判断；
由图象读出拉力为时，弹簧的伸长量，计算出连入电路的阻值、电路中的电流，再标出电流指针的位置；
由图丙知，的最大值与串联在电路中，电压表测的左侧部分两端电压，根据串联电路特点和欧姆定律表示出电压表示数，确定弹簧伸长的长度与的关系，结合与的关系式表示出电压表示数与被测拉力之间的关系式。
本题是力电综合题，关键要明确它们之间的联系：电阻丝的长度，搞清电路的连接关系，了解滑片在不同位置时电路所处的状态，并转化成拉力所对应的示数是本题的解题关键。