2023-2024学年河南省新乡市获嘉重点中学九年级（下）开学物理试卷（含解析）

2023-2024学年河南省新乡市获嘉重点中学九年级（下）开学物理试卷
一、填空题
1.新型冠状病毒可用“消毒水”进行喷杀，在喷杀过程中，我们会闻到“消毒水”的气味，这说明分子在不停地做无规则______。胶水能把“七步洗手法”的宣传画粘在墙上，是由于分子间存在______力。
2.如图所示，是某种电热保暖鞋的工作原理示意图。供电电压，、的阻值分别为、，通过旋转扇形开关，接触不同触点，实现高、中、低三个档位的转换。保暖鞋在低温档工作时的电功率是______，它的高温档工作产生的热量是______。
3.有一台电动机，额定电压，额定电流，电动机线圈电阻。这台电动机正常工作，消耗的电能为______，产生的热量为______，输出的机械能为______。
4.给电动车充电过程中，车载蓄电池相当于______选填“用电器”或“电源”。某电动自行车的电池上面标明电压为、容量为，它充满电后，储存的电能约为______。
5.如图所示的仪器，它的示数是______；这个电表允许接入的电路中同时工作的用电器的总功率为______，当电表的转盘转动圈，电路中消耗的电能是______。
6.如图所示，电源电压不变，。闭合开关，断开开关，电流表示数是；若再闭合，电流表示数是，则电源电压为______，开关都闭合时，通过和的电流之比为______。
二、选择题
7.下列关于热机、热值的说法正确的是( )
A. 汽油机、柴油机都有火花塞和喷油嘴这两个关键部件
B. 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫这种燃料的热值，单位是
C. 柴油机工作的效率是，说明它工作时柴油燃烧释放的能量转化为有用功
D. 四冲程内燃机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的
8.下列说法正确的是( )
A. 在并联电路中，不论灯泡是大是小，每个灯泡两端的电压都相等
B. 使用电压表时，它的两个接线柱不允许不通过用电器直接与电源两极相连
C. 只要电路两端接上电压表，则电路中一定有电流通过
D. 电流表和电压表都有一定的量程，使用时应注意选择量程，量程越大越好
9.如图所示的电路中，甲、乙、丙是连接在电路中的三只电学仪表。闭合开关后，灯、均正常发光。则( )
A. 甲是电流表，乙、丙是电压表
B. 甲是电压表，乙、丙是电流表
C. 乙是电流表，甲、丙是电压表
D. 乙是电压表，甲、丙是电流表
10.如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，先后将两个电阻和以并联和串联的方式分别放入甲、乙、丙、丁容器中，其中，若通电相同时间，则这四个容器中的水温从低到高的顺序是( )
A. 甲、乙、丙、丁 B. 丁、丙、甲、乙 C. 丙、丁、乙、甲 D. 甲、乙、丁、丙
11.将规格为“”的小灯泡和规格为“”的小灯泡串联，接在的电源上，下列判断正确的是( )
A. 的电阻大于的电阻 B. 两只灯泡都正常发光
C. 的亮度比的亮度更小 D. 两只灯泡实际功率相等
12.如图所示的电路中，电源两端电压保持不变．闭合开关，将滑动变阻器的滑片向左滑动，则下列说法中，不正确的是( )
A. 电流表的示数变大 B. 电压表的示数变大
C. 电阻消耗的电功率变小 D. 整个电路消耗的电功率变大
13.关于灯“”和灯“”，下列说法中不正确的是( )
A. 两灯电阻 B. 正常工作时，两灯电流
C. 两灯串联时，实际功率 D. 两灯并联时，实际功率
14.如图所示的电路，电源电压为，灯泡标有“”字样。闭合开关，滑动变阻器的滑片位于某一位置时，正常发光；将换成“”的灯泡，滑片位于另一位置时，也正常发光。先后两种情况( )
A. 电阻之比为：
B. 电流表示数之比为：
C. 电压表示数之比为：
D. 变阻器功率之比为：
三、综合题
15.请用笔画线表示导线，将下图中的电灯、开关和插座接入家庭电路。
16.如图甲所示，插线板上开关控制指示灯和插孔，若指示灯开路，插孔仍可正常使用。请在图乙中画出插线板上开关、指示灯和插孔的连接方式，并与电源线接通。
17.学习了热值之后，小聪设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值大小，如图所示，
为了保证实验结论的可靠性，实验过程中燃料的质量______选填“相等”或“不相等”，两个烧杯中水的质量______选填“相等”或“不相等”，此种物理实验方法：______。
实验过程中，点燃两盏灯直至燃料完全燃烧后，通过比较______选填“加热时间”或“温度计示数的变化”来比较燃料燃烧放出的热量的多少，从而比较两种燃料热值的大小。此过程用了______填物理实验方法。
通过实验测得的燃料热值比真实值偏小，是因为______。
实验时，在燃料燃烧过程中，水已经沸腾了，此实验是否能达到目的？请说明理由。
18.小明同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”，设计了如图甲的实验电路，他在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为的电源、电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为、、、的定值电阻各一个，滑动变阻器上标有“”字样，导线若干。
请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物连接完整。
闭合开关，小明同学发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是______。
A.短路；
B.断路；
C.变阻器的滑片接触不良；
D.变阻器短路。
故障排除后，小明同学先把的电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为，读出电流表示数后，断开开关，她拆下的电阻，改换成阻值为的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图丙所示，要完成这次实验，接下来她应将变阻器滑片向______端选填“左”或“右”移动，使电压表的示数为______。
小明同学再把的电阻换接入电路中，来探究“电流与电压的关系”。她通过调节滑动变阻器的滑片，测出通过定值电阻的不同电流和对应的电压值，并记录在表中。老师看了表中的实验数据后，却说其中有一次是错误的数据。请你帮她分析一下，出错的是第______次。
实验次数
电压
电流
实验结束后，小明同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻，进行“电流与电压关系”的实验探究，老师指出这样操作是不可行的，原因是______。
19.小明做“探究电流与电压的关系”实验。
请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整要求：导线不能交叉，滑片向端移动时，电路中的电流变大。
连接好电路后，闭合开关，电流表有示数，电压表示数为零，则电路故障原因可能是定值电阻 ______选填“短路”或“断路”。
实验次数
电压
电流
小明排除故障后闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如表所示。
当电压表示数为时，电流表示数图乙是______。
根据实验数据分析可得结论：电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成______。
20.如图所示是市场上一种电热饮水机的简化电路图，是温控开关，为调节电阻，其阻值为，是供加热的电阻丝，饮水机的铭牌如表所示。
求：
铭牌
额定电压
加热功率
现将质量为，初温为的水在一标准大气压下烧开需要吸收的热量。
若饮水机正常工作的加热效率为，需加热的时间。计算结果保留整数
当饮水机处于保温状态时，的功率。计算结果保留整数
21.如图所示电源电压保持不变小灯泡标有“”字样。当、都闭合时，小灯泡正常工作，电流表示数为；当开关、都断开时，电路中消耗的总功率为。求：
小灯泡正常发光时的电阻。
定值电阻的阻值。
开关、都断开时，电阻通电所产生的热量。
答案和解析
1.【答案】运动 引
【解析】解：
我们会闻到“消毒水”的气味，这说明分子在不停地做无规则运动。胶水能把“七步洗水法”的宣传画粘在墙上，是由于分子间存在引力。
故答案为：运动；引。
物质是由分子组成的，组成物质的分子永不停息地做无规则运动，分子间存在着相互作用的引力和斥力。
本题通过日常生活现象考查了分子动理论的了解，难度不大，是一道基础题。
2.【答案】；
【解析】【分析】
本题考查了电功率公式和电热公式的应用，正确的分析开关位于不同触点时电路的连接方式和对应档位的判断是关键。
由电路图可知，开关接触、两个触点时，电路断路；开关接触、两个触点时，电路为的简单电路；开关接触、两个触点时，与并联；开关接触、两个触点时，电路为的简单电路；根据电阻的并联和求出它们对应的电功率，电功率最小的为低温档；根据求出它的高温档工作产生的热量。
【解答】
由电路图可知，开关接触、两个触点时，电路断路，电路的功率为；
开关接触、两个触点时，电路为的简单电路，电路的电功率；
开关接触、两个触点时，与并联，由可得，电路的总电阻，电路的电功率；
开关接触、两个触点时，电路为的简单电路，电路的电功率，
综上可知，保暖鞋在低温档工作时的电功率，高温档的功率为，
它的高温档工作产生的热量：
。
3.【答案】；；。
【解析】【分析】
本题考查了电动机产生热量、电功、输出机械能的计算，关键是知道只有在纯电阻电路中电能才完全转化成内能。
已知电动机的额定电压、额定电流、通电时间，根据求出消耗的电能；
已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间，根据求出在内电流产生的热量；
消耗的电能减去产生的热量即为电动输出的机械能。
【解答】
这台电动机正常工作，
电动机消耗的电能：，
产生的电热：，
输出的机械能：。
故答案为：；；。
4.【答案】用电器
【解析】解：给电动车充电过程中，蓄电池消耗了电能，此时蓄电池相当于电路中的用电器。
该电池充满电后储存的电能：
。
故答案为：用电器；。
在电路中，电源是提供电能的装置，用电器是消耗电能的装置；
知道电池上面的电压和容量，根据求出充满电后储存的电能。
本题考查了能量的转换和储存的电能的计算，计算过程要注意单位的统一和换算。
5.【答案】；；
【解析】【分析】
本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法以及电功率的计算，重点是对电能表参数的物理意义的正确理解。
电能表读数时注意：电能表的最后一位数是小数，单位；
电能表参数的意义：是该电能表要接在的电路中，表示该电能表的标定电流，表示平时工作允许通过的最大电流，据此可求得允许接入的用电器的最大功率；
知每消耗的电能，电能表转盘转动，可求转转消耗的电能。
【解答】
从图可以看出：电能表的示数为：；
由图知该电能表的工作电压是，平时工作允许通过的最大电流为，
允许接入的电路中用电器的最大功率为：
；
转动转，消耗的电能：
。
故答案为：；；。
6.【答案】 ：
【解析】解：当闭合开关，断开开关时，电路为的简单电路，电流表测电路中的电流，即通过的电流；
再闭合后，和并联，电流表测干路电流，即干路电流，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过的电流不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过的电流：
，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由可得，电源的电压：
，
当开关都闭合时通过和的电流之比：
：：：。
故答案为：；：。
当闭合开关，断开开关时，电路为的简单电路，电流表测电路中的电流；再闭合后，和并联，电流表测干路电流，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过的电流不变，根据并联电路的电流特点可知通过的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压，然后求出开关都闭合时通过和的电流之比。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用，要注意闭合前后通过的电流不变。
7.【答案】
【解析】解：、汽油机和柴油机构造不同。汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴。故A错误；
B、单位质量的燃料完全燃烧时释放出的热量是燃料的热值，所以热值的单位是。故B错误；
C、柴油机的效率为，说明它工作时柴油完全燃烧放出的热量的转化为有用功。故C错误；
D、四冲程内燃机是吸气、压缩、做功、排气四个冲程连续工作的循环过程。故D正确。
故选：。
汽油机汽缸顶部是火花塞，柴油机汽缸顶部是喷油嘴；
单位质量的某种燃料完全燃烧时所释放出的热量，叫做这种燃料的热值；
热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；
四冲程内燃机依次完成吸气、压缩、做功和排气冲程，叫做一个工作循环。
此题考查了热值、热效率的物理意义及热机的构造和工作过程，属于基本概念和技能的考查，难度不大，是一道基础题。
8.【答案】
【解析】解：、并联电路两端电压相等；故A正确；
B、使用电压表时，它的两个接线柱允许不通过用电器直接与电源两极相连，故B错误；
C、当电压表并联在导线两端时，示数为零；故C错误；
D、电流表和电压表都有一定的量程，使用时应注意选择量程，量程合适即可，并不是越大越好，故D错误。
故选：。
并联电路两端电压相等；
电压表可以直接并联在电源两端；
当电压表并联在导线两端时，示数为零；
电压表和电流表都需要选择合适的量程。
本题考查串并联电路的特点以及电压表和电流表的正确使用。
9.【答案】
【解析】解：、如果甲是电流表，则两灯泡被短路，两灯泡都不能发光，故A错误；
B、如果甲是电压表，则它测量电源电压，乙、丙是电流表，分别测量干路和支路的电流，灯泡并联正常发光，故B正确；
C、如果丙是电压表，则电路断路，两灯都不能发光，故C错误；
D、如果乙是电压表，则灯断路，不能发光，故D错误；
故选：。
要确定圆圈中的电表符号，首先要弄清电压表和电流表的正确使用方法：
电流表要串联在电路中使用，而电压表要与被测用电器并联；
根据图中各圆圈的位置以及和用电器的连接方式，结合电表的使用方法进行分析。
知道电压表与电流表在电路中的连接方式，分析清楚电路结构即可正确解题。
10.【答案】
【解析】解：左图中，与并联，根据并联电路特点和焦耳定律公式的变形式可知，在电压和通电时间相同的情况下，电阻小的产生的热量多。而，所以；
右图中，与串联，根据串联电路特点和焦耳定律可知，在电流和通电时间相同的情况下，电阻大的产生的热量多。而，所以；
左图中，通过的电流是：，
右图中，通过的电流是：，
，由知，，
所以这四个容器中电阻产生的热量关系是：，
四个容器中的水温从低到高的顺序是：丁、丙、甲、乙。
故选：。
四个相同容器里装有质量和初温相同的水，吸收的热量越多，温度升高的越高。水吸收的热量来自于电阻通电产生的热量，根据焦耳定律结合图示电路，分别判断四个容器中电阻产生热量的大小关系即可解题。
本题综合性比较强，不仅考查了焦耳定律、欧姆定律，还包括串并联电路的特点。做这类比较题时一定要用控制变量法去分析。
11.【答案】
【解析】解：由两灯的铭牌可知，两灯的额定电流相同，灯泡的额定电压较大，根据可知：，故A错误；
因为串联电路中电流处处相等，由可知，灯泡的实际功率小于灯泡的实际功率，故C正确、D错误；
已知小灯泡的额定电压为 ，
则该灯泡的电阻：，
小灯泡的额定电压为 ，
则该灯泡的电阻：，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，所以电路总电阻为：，
将两灯泡串联接在的电源上，则通过电路的电流为：，可知，两只灯泡都没有在额定电流下工作，所以都不能正常发光，故B错误。
故选：。
两灯泡串联接在的电源上，先根据欧姆定律的变形公式比较两灯泡阻值的大小，根据串联电路电流的特点以及比较灯泡的实际功率。
由灯泡的铭牌结合欧姆定律计算灯泡的电阻，根据串联电路特点和灯泡的额定电流即可判断灯泡是否能正常工作。
本题考查串联电路电流的特点以及欧姆定律的应用，关键明确灯泡的实际功率决定灯泡的明暗程度。
12.【答案】
【解析】解：由电路图可知，与串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流．
闭合开关，将滑动变阻器的滑片向左滑动，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，
由可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故A正确；
由可知，两端的电压变大，即电压表的示数变大，故B正确；
由可知，电阻消耗的电功率变大，整个电路消耗的电功率变大，故C错误、D正确．
故选C．
本题考查了电路的动态分析，涉及到欧姆定律和电功率公式的应用，是一道较为简单的电路动态分析题．
13.【答案】
【解析】解：、由，得：，，所以，故A错误；
B、正常工作时，由得：，，所以，故B错误；
C、两灯串联时，电流相等，，由得：，故C正确；
D、两灯并联时，电压相等，，由得，，故D正确。
故选：。
根据公式可分析电阻的关系；由已知的额定电压和额定功率值根据公式分析电流的关系；由串并联电路的规律利用、，结合得到的电阻的关系可比较两灯的实际功率。
本题考查串并联电路的规律和欧姆定律的应用，会正确使用功率的公式。
14.【答案】
【解析】解：闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压，正常发光时，通过电路的电流：，
灯泡的电阻：，
串联电路总电压等于各部分电压之和，则滑动变阻器两端的电压为：，
滑动变阻器的功率为：，
正常发光时，通过电路的电流：，
灯泡的电阻：，
串联电路总电压等于各部分电压之和，则滑动变阻器两端的电压为：，
滑动变阻器的功率为：，
A、、电阻之比为：，故A正确；
B、电流表示数之比为：：：，故B错误；
C、电压表示数之比为：：：，故C错误；
D、变阻器功率之比为：：：，故D正确。
故选：。
闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压，根据电功率公式计算灯泡正常发光时通过电路的电流，利用欧姆定律计算灯泡的电阻，根据串联电路电压规律计算滑动变阻器两端的电压，根据电功率公式计算滑动变阻器的电功率，进一步计算两次电路的灯泡的电阻、电流表示数、电压表示数、滑动变阻器的电功率之比。
本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，题目难度不大。
15.【答案】
【解析】解：首先辨别上面三根线：火线、零线、地线。
灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故，既能控制灯泡，又能更安全。
三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。如图所示
掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法，同时考虑使用性和安全性。
16.【答案】解：插线板上的指示灯在开关闭合时会发光，插孔正常通电，说明开关同时控制灯泡和插座，灯泡和插座之间可能是串联，也可能是并联，如果两者并联，开关应该在干路上；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能正常通电。说明灯泡和插座之间互不影响，故灯泡和插座之间是并联的。
开关接在灯泡、插座和火线之间控制火线使用更安全。
如下图所示：

【解析】干路开关控制所有的用电器。并联电路各用电器之间互不影响，串联电路的用电器互相影响。
根据用电器之间是否相互影响是判断用电器串联和并联的方法之一。
家庭电路中，开关控制用电器，开关一定接在用电器和火线之间，既能控制用电器，又能保证使用安全。
17.【答案】相等 相等 控制变量法 温度计示数的变化 转换法 燃料对液体进行加热时，会有部分热量损失，没有全部被液体吸收
【解析】解：为保证实验结论的可靠性，实验时应取质量相等的两种燃料，分别给装有质量相等的水的两个相同的烧杯加热，直到两种燃料完全燃烧完；探究过程中，利用的实验方法是控制变量法，要控制两套装置中燃料的质量和水的质量相等；
点燃后加热质量相等的同种液体，需等待燃料全部燃烧，通过观察温度计示数的变化来比较两种燃料的热值大小。通过温度计升高的温度来比较燃料燃烧放出热量的多少这种研究方法是转换法；
燃料对液体进行加热时，会有部分热量损失，没有全部被液体吸收，所以实际上，所以通过液体吸收的热量计算的燃料释放热量值偏小，计算出来的热值比真实值偏小一些；
燃料燃尽前，如果两个烧杯中的水均已沸腾，则无法根据水升高的温度来判定吸热的多少，也无法判断燃料燃烧放热的多少，所以该实验不能比较两种燃料热值的大小；
故答案为：相等；相等；控制变量法；温度计示数的变化；转换法；燃料对液体进行加热时，会有部分热量损失，没有全部被液体吸收；不能；水在沸腾过程中，继续加热，温度保持不变。
探究两种燃料的热值时，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同；
质量相同的不同燃料全部燃烧释放的热量被相同质量的同种液体吸收，通过温度计示数的变化能反映液体吸热的多少，即反映燃料燃烧放出热量的多少，从而比较两种燃料的热值大小；
燃料对液体进行加热时，会有部分热量损失，没有全部被液体吸收，实际上水吸收的热量小于燃料完全燃烧放出的热量；
本题是比较燃料的热值大小的实验，要结合控制变量法进行分析研究，通过观察温度的变化判断燃料热值的大小，考查了学生的实验探究能力。
18.【答案】 右 灯丝的电阻受温度影响
【解析】解：由图甲所示电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，变阻器采用“一上一下，各用一个”的接法，电压表与定值电阻并联，由于电源电压只有，故电压表采用量程，电流表串联在电路中，根据电路图连接实物电路图，如图所示：
电流表指针无偏转，电路可能存在断路；电压表指针有明显的偏转，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外不存在断路，则电路故障是断路，故选：。
由图可知，电压表所选量程为，分度值为，其示数是，要使电压表的示数保持不变，应增大滑动变阻器分得的电压，增大滑动变阻器连入电路的阻值，则应将变阻器滑片向右移动，直到电压表示数为。
已知滑动变阻器、、定值电阻、电源电压为，
由图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，在第一次实验时，滑动变阻器调到阻值最大处，即，因为定值电阻为，其电阻之比为：，
根据串联分压的特点可知，定值电阻两端电压为，即出错的是第次，原因是定值电阻两端电压最小为；
由于灯丝的电阻受温度的影响，要探究电流与电压的关系，需保持电阻不变，所以不能用小灯泡做此实验。
故答案为：见解答图； ；右；；；灯丝的电阻受温度影响。
分析图甲所示电路结构，明确各电路元件的连接方式，然后连接实物电路图；
闭合开关时，由电流表示数判断是短路还是断路，再由电压表判断故障的具体位置；
根据串联分压的知识，定值电阻的阻值变大，两端电压变大，要保持其两端电压不变，应增大变阻器的阻值；
根据串联分压的特点分析出现错误的实验；分析次实验数据，可得结论；
知道灯丝的电阻受温度的影响，要探究电流与电压的关系，需保持电阻不变。
本题考查了连接实物电路图、实验数据处理、实验操作分析、实验操作改进等问题，实验操作分析及实验改进措施是本题的难点，要根据串联电路的分压原理认真分析，然后提出改进措施。
19.【答案】短路 正比
【解析】解：在探究电流与电压的关系时，滑动变阻器应串联在电路中，滑片向端移动时，电路中的电流变大，说明此时变阻器接入电路的阻值变小，所以端接线柱接入电路中，电压表需要并联在定值电阻两端，作图如下：
；
在串联电路中，闭合开关，电流表有示数，说明电路没有出现了断路，而电压表无示数，说明可能是定值电阻短路；
由图乙可知，电流表的量程是，分度值是，故电流表的示数是；
由表格数据可知，每组电压与电流的比值：，即为定值，所以可得结论：电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
故答案为：见上图；短路；；正比。
在探究电流与电压的关系时，滑动变阻器应串联在电路中，滑片向端移动时，电路中的电流变大，说明此时变阻器接入电路的阻值变小，所以端接线柱接入电路中；电压表需要并联在定值电阻两端；
电流表有示数，可以判断出电路中出现了短路，然后根据电压表无示数确定出短路的位置；
根据图乙电流表的量程和分度值可读出电流表的示数；分析表格中数据，每组电压与电流的比值是定值，得出电流和电压的关系。
本题为“探究电流与电压的关系”的实验，考查电路连接、注意事项、实验结论等知识。
20.【答案】解：一个标准大气压下，水的沸点是，
水吸收的热量：；
由可知，饮水机消耗的电能：，
由可知，加热的时间：；
由图可知，当开关断开时，、串联，根据串联电路的特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，饮水机处于保温状态；
当开关闭合时，只有工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，饮水机处于加热状态；
由可知，的阻值：，
根据串联电路的电阻特点可知，保温状态时，电路中的总电阻：，
保温状态时，电路中的电流：，
当饮水机处于保温状态时，的功率：。
答：现将质量为，初温为的水在一标准大气压下烧开需要吸收的热量为；
若饮水机正常工作的加热效率为，需加热的时间为；
当饮水机处于保温状态时，的功率为。
【解析】根据求出水吸收的热量；
根据效率公式求出饮水机消耗的电能，根据求出加热的时间；
由图可知，当开关断开时，、串联，当开关闭合时，只有工作，根据串联电路的电阻特点和可知饮水机加热状态和保温状态的电路连接；根据加热功率和求出的阻值，根据串联电路的电阻特点求出保温状态时的总电阻，根据欧姆定律求出保温状态时的电流，根据求出当饮水机处于保温状态时，的功率。
本题考查串联电路的特点、吸热公式、效率公式、电功率公式以及欧姆定律的应用，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
21.【答案】解：根据题意可知，灯泡的额定电压，额定功率，
由可知，小灯泡正常发光时的电阻：；
由图可知，当、都闭合时，与并联，被短路，电流表测干路电流；
小灯泡正常发光，则小灯泡两端的电压为，根据并联电路的电压特点可知，电源电压，
由可知，通过小灯泡的电流：；
根据并联电路的电流特点可知，通过的电流：，
由可知，的阻值：；
由图可知，开关、都断开时，、串联，
由可知，电路中的电流：，
由可知，、的串联总电阻：，
根据串联电路的电阻特点可知，的阻值：，
电阻通电所产生的热量：。
答：小灯泡正常发光时的电阻为；
定值电阻的阻值为
开关、都断开时，电阻通电所产生的热量为。
【解析】根据灯泡规格，利用求出小灯泡正常发光时的电阻；
由图可知，当、都闭合时，与并联，被短路，电流表测干路电流；根据并联电路的电压特点和额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压，根据求出通过灯泡的电流，根据并联电路的电流特点求出通过的电流，再根据欧姆定律求出电阻的阻值；
由图可知，开关、都断开时，、串联，根据求出电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，根据串联电路的电阻特点求出的阻值，根据焦耳定律求出电阻通电所产生的热量。
本题考查串并联电路的特点、欧姆定律、电功率公式以及焦耳定律的应用，能正确分析电路连接是解题的关键。
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