重庆市南川区2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷（解析版）

这是一份重庆市南川区2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，填空作图题，实验探究题，计算论述题等内容，欢迎下载使用。
1．（3分）以下描述最符合实际的是（ ）
A．教室日光灯发光时的电流约为0.2A
B．一节新干电池的电压为3V
C．教室里单个电风扇工作时的电功率约为300kW
D．重庆夏天的平均气温为20℃
【答案】A
【解析】A．教室日光灯发光时的电流约为0.2A，故A符合实际；
B．一节新干电池的电压为1.5V，故B不符合实际；
C．教室里单个电风扇工作时的电功率约为60W，故C不符合实际；
D．重庆夏天温度较高，平均气温约为30℃，故D不符合实际。
2．（3分）如图所示现象中，属于凝华的是（ ）
A．河流中冰雪消融
B．玻璃窗表面出现冰花
C．燃烧的蜡烛逐渐变短
D．晨间草叶上的露珠
【答案】B。
【解析】A．河流中冰雪消融，是熔化现象，故A不符合题意；
B．玻璃窗表面出现冰花，是凝华现象，故B符合题意；
C．燃烧的蜡烛逐渐变短，是熔化现象，故C不符合题意；
D．晨间草叶上的露珠，是液化现象，故D不符合题意；
3．以下有关比热容的理解，正确的是（ ）
A．物体吸收热量越多，说明它的比热容越大
B．用热水袋取暖是利用了水的比热容较大的性质
C．内陆地区昼夜温差较大是因为砂石的比热容较大
D．同种物质的比热容不会随其形状、状态改变而改变
【答案】B
【解析】A．物体吸收热量多与少，它的比热容都不变，故A错误；
B．用热水袋取暖是利用了水的比热容较大的性质，故B正确；
C．内陆地区昼夜温差较大是因为砂石的比热容较小，故C错误；
D．同种物质的比热容不会随其形状改变、会随状态改变而改变，故D错误；
4．（3分）下列有关热学知识的分析，正确的是（ ）
A．使燃料充分燃烧可以增加有效利用的能量，从而提高热机效率
B．海波在熔化过程中持续吸热，温度不变，但内能减小
C．燃料燃烧得越充分，这种燃料的热值就越大
D．热传递过程中，温度由高温物体传向低温物体
【答案】A
【解析】A．尽量使燃料完全燃烧、尽量减少摩擦与辐射、尽量减少热量损失，都可以在燃料完全燃烧放出的热量相同时，增大用来做有用功的能量，可以提高热机的效率，故A正确；
B．海波是晶体，在熔化过程中持续吸热，温度不变，但内能增大，故B错误；
C．燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料燃烧得快慢、放出热量的多少、燃料的质量和燃料的燃烧程度无关，故C错误；
D．在热传递过程中，热量从高温物体传向低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，而不是温度，故D错误。
5．（3分）关于安全用电，下列叙述正确的是（ ）
A．照明电路中开关应接在零线上
B．用电器的金属外壳可以不用接地
C．使用试电笔时，用手接触笔尾金属体
D．大功率用电器可以同时用一个插座
【答案】C
【解析】A．照明电路中，开关应该接在火线和用电器之间，这样开关断开后，用电器上与电源火线断开，可以避免触电事故的发生，故A错误；
B．用电器的金属外壳需要接地，避免发生触电事故，故B错误；
C．使用试电笔辨别火线和零线时，用手接触笔尾金属体，笔尖接触电线，氖管发光，表明检测的是火线，故C正确；
D．多个大功率用电器同时使用一个插座时，通过插座的总电流过大，容易发生火灾，故D错误。
6．以下有关电荷的描述，正确的是（ ）
A．与毛皮摩擦过的橡胶棒带正电荷
B．摩擦起电创造了电荷
C．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
D．只有正电荷定向移动才能形成电流
【答案】C
【解析】A．与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，故A错误；
B．摩擦起电不是创造了电荷，而是电子的转移，故B错误；
C．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故C正确；
D．正电荷或负电荷定向移动都能形成电流，故D错误；
7．（3分）家用吹风机由两个开关、一个带扇叶的电动机和电热丝等组成，其电路如图所示。以下有关该吹风机工作情况的判断，正确的是（ ）
A．开关S1、S2都断开时，电路短路，不吹风
B．开关S1、S2都闭合时，吹风机吹热风
C．只闭合开关S2时，电热丝能工作
D．只闭合开关S1时，吹风机不吹风
【答案】B
【解析】A．开关S1、S2都断开时，电路处于断路状态，不吹风，也不发热，故A错误；
B．开关S1、S2都闭合时，电动机和电热丝都工作，吹风机吹热风，故B正确；
C．只闭合开关S2时，干路处于断路状态，电热丝不能工作，故C错误；
D．只闭合开关S1时，只有电动机工作，吹风机吹冷风，故D错误。
8．（3分）如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，电流表A1的示数为0.6A，电流表A2的示数为0.4A。则下列说法正确的是（ ）
A．开关S闭合时，通过L1、L2的电流之比为2：1
B．开关S闭合、L2短路时，A2示数不变
C．开关S闭合、L2断路时，A2示数变小
D．开关S断开时，除开关与电源负极间无电流外，电路其他元件中有电流通过
【答案】A
【解析】根据电路图可知，两个灯泡并联，电流表A1测量干路中的电流，电流表A2测量L1支路中的电流；开关S在干路中控制整个电路；
A．开关S闭合时，干路电流为0.6A，通过L1的电流为0.2A，根据并联电路的电流规律可知，通过灯泡L2的电流为：0.6A﹣0.4A＝0.2A，则通过L1、L2的电流之比为2：1，故A正确；
B．开关S闭合、L2短路时，电源短路，故B错误；
C．开关S闭合、L2断路时，并联电路各支路互不影响，所以A2示数不变，故C错误；
D．开关S断开时，整个电路断开，电路中无电流，故D错误。
9．（3分）在某一温度下，连接在电路中的两段导体A、B中的电流I与它们两端的电压U之间的关系分别如图所示。由图中信息可知（ ）
A．A的电阻等于B电阻的2倍
B．A、B串联在电路中时，通过A的电流大于通过B的电流
C．A、B串联在电源两端时，若通过A的电流为0.3A，则电源电压为3V
D．A、B并联在电压为2V的电源两端时，整个电路消耗的电功率为1.2W
【答案】D
【解析】A．由图象可知，当U＝3V时，IA＝0.6A，IB＝0.3A，
根据欧姆定律可知两电阻的阻值分别为：
RA＝＝＝5Ω，RB＝＝＝10Ω，
RA：RB＝5Ω：10Ω＝1：2，A的电阻等于B电阻的，故A错误；
B．A、B串联在电路中时，串联电路中电流处处相等，通过A的电流等于通过B的电流，故B错误；
C．A、B串联在电源两端时，串联电路中电流处处相等，若通过A的电流为0.3A，则通过B的电流也为0.3A，从图中可知二者两端的电压分别为：1.5V、3V，根据串联电路的电压特点可知电源电压为：1.5V+3V＝4.5V，故C错误；
D．A、B并联在电压为2V的电源两端时，根据并联电路的电压特点可知A、B两端的电压均为2V，从图中可知通过 A、B的电流分别为：0.4A、0.2A，根据并联电路的电流特点可知干路电流I＝I1+I2＝0.4A+0.2A＝0.6A，根据P＝UI可知整个电路消耗的电功率为P＝UI＝2V×0.6A＝1.2W，故D正确。
10．（3分）图甲是一电子拉力计的原理图。静止在水平地面上的物体M质量为100kg，M通过硬质弹簧与拉环相连，弹簧上端和金属滑片P固定在一起。定值电阻R1＝8Ω，R2是一根长为6cm的均匀电阻丝（其阻值与长度成正比），R2最大阻值为12Ω，电源电压为6V。当不拉拉环时，滑片P刚好处于a端，弹簧为原长。已知弹簧的伸长量ΔL与其受到的竖直向上的拉力F之间的关系如图乙所示，弹簧电阻不计，P与R2始终接触良好且不计摩擦，则下列叙述正确的是（ ）
A．闭合开关S，不拉拉环时，电流表示数为0.75A
B．闭合开关S，拉环拉力为300N时，电压表示数为2V
C．闭合开关S，电流表示数为0.5A时，拉环拉力为300N
D．若电流表量程为0～0.6A，则闭合开关S，在保证电路安全的情况下，拉动拉环时R2的最小功率为0.72W
【答案】D
【解析】A．不拉拉环时，电路中的电流I＝＝，
故A错误；
B．拉环拉力为300N时，右图乙可知弹簧伸长量2cm，此时R2接入的电阻为R2′，
电路中的电流＝0.375A，
电压表的示数U1＝I1R2′＝0.375A×8＝3V，故B错误；
C．电流为0.5A时，电路中总电阻R总1＝＝＝12Ω，
电阻丝接入的电阻R21＝R总1﹣R1＝12Ω﹣8Ω＝4Ω，
弹簧的伸长量ΔL＝，
由图乙可知，此时的拉力为600N，故C错误；
D．R2的功率P＝IU﹣I2R1＝﹣R1（I﹣＝﹣8Ω×（I.
因为I的取值在0.3A﹣0.6A，由二次函数的性质可知，当I＝0.6A时，R2的功率最小，
＝0.72W故D准确。
二、填空作图题（本题共6个小题，第14小题作图2分，其余每空1分，共12分。）
11．（2分）家里亮着的电灯与电视机是 （选填“串联”或“并联”）的。若将家里正在使用的用电器关掉一些后，电路的总功率将变 。
【答案】并联；小。
【解析】家里亮着的电灯与电视机可以单独工作，互不影响，因此它们之间的连接是并联的；教室里工作的用电器越多，相当于横截面积越大，所以电路的总电阻就越小，将教室里亮着的灯关掉一些后，电路的总电阻将变大。利用P＝可知家中用电器总功率变小。
12．（2分）如图所示，验电器A带负电，验电器B不带电。若用一根带绝缘柄的金属棒将两个验电器的金属球连接起来，则验电器B将带 电；刚连接时，金属棒中的电流方向为 （选填“A→B”或“B→A”）。
【答案】负；B→A。
【解析】如图所示，验电器A带负电，验电器B不带电。若用一根带绝缘柄的金属棒将两个验电器的金属球连接起来，多余的电子从A流向B，则验电器B将带负电；
刚连接时，金属棒中的电流方向为B→A，因为电流方向有规定，正电移动当为正，金属导电靠电子，电流方向恰相反。
13．（2分）如图是某国产汽车车窗加热的电路图，四个发热电阻R1＝R2＝R3＝R4＝200Ω，电源电压保持不变，按电路总功率依次增大分为“防雾”“除雾”和“化霜”三个挡位，忽略温度对电阻的影响。当开关旋转至“2”挡时，标有“2”的两个接触点接通，电路中的电流为0.2A，则电源电压为 V，“化霜”功率为 W。
【答案】80；64。
【解析】（1）由图可知，当开关旋转至“2”挡时，标有“2”的两个接触点接通，此时只有R3工作，由欧姆定律可知，电源电压：U＝U3＝IR3＝0.2A×200Ω＝80V；
（2）当开关旋转至“1”挡时，标有“1”的两个接触点接通，R1、R3串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P＝可知。电路的总功率最小，电路处于“防雾”挡位；当开关旋转至“3”挡时，标有“”的两个接触点接通，R2、R4并联，根据并联电路的特点可知，电路的总电阻最小，总功率最大，电路处于“化霜”挡位；
“化霜”功率：P化霜＝+＝+＝64W。
14．（2分）小明在户外露营时，用一个家用酒精炉将质量为450g、温度为20℃的水加热至沸腾后，立即停止加热、测得酒精质量减少了8.4g。则减少的酒精完全燃烧能放出
J的热量，该酒精炉的加热效率为 %。[当时气压为1个标准大气压，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3.0×107J/kg]
【答案】2.52×105；60。
【解析】（1）酒精完全燃烧放出的热量：
Q放＝m酒精q＝8.4×10﹣3kg×3.0×107J/kg＝2.52×105J；
（2）1在标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，
水吸收的热量：
Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×450×10﹣3kg×（100℃﹣20℃）＝1.512×105J；
（3）该酒精炉的加热效率：η＝＝×100%＝60%。
15．（2分）如图甲所示，电源电压恒为12V，R0为定值电阻，电压表量程为0～15V，电流表量程为0～0.6A。第一次只闭合开关S、S1，将滑动变阻器R的滑片P从B端缓慢移动到A端；第二次只闭合开关S、S2，将滑片P从B端缓慢向A端移动，直至白炽灯L正常发光。根据测量数据，绘制出电流表与电压表示数的关系图像如图乙所示。则定值电阻R0＝ Ω，白炽灯L的额定功率为 W。
【答案】10；3。
【解析】只闭合开关S、S1，变阻器与R0串联，电压表测PA电阻丝两端的电压，电流表测电路的电流，因电压表接在滑片上（电压表可看做开路），因此变阻器的全部电阻丝接入电路，滑片移动时，变阻器接入电路的阻值不变，总电阻不变，由欧姆定律可知，电路的电流不变，由此可知，图象中的水平线为此时电流表与电压表示数的关系图象，电路中的电流恒为0.4A，P在B端时，电压表的示数最大为8V，由欧姆定律可知，滑动变阻器的最大阻值：R＝＝＝20Ω，故A错误
由欧姆定律可知，只闭合开关S、S1时，电路中的总电阻：R总＝＝＝30Ω，
由串联电路的电阻特点可知，R0的阻值：R0＝R总﹣R＝30Ω﹣20Ω＝10Ω；
只闭合开关S、S2，变阻器与R0和灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路的电流，则结合A的分析可知，图象中的曲线为此时电流表与电压表示数的关系图象；滑片P从B端向A端移动时，直至小灯泡正常发光，由图象知，灯的额定电流IL＝0.5A，此时电压表示数为1V，
由欧姆定律可得，R0的电压为：U0＝ILR0＝0.5A×10Ω＝5V，
由串联电路电压的特点可知，灯泡的额定电压：UL＝U﹣U滑′﹣U0＝12V﹣1V﹣5V＝6V，
灯泡的额定功率为：PL＝ULIL＝6V×0.5A＝3W。
16．（1分）在图中的虚线框中用箭头标出电流方向。
【答案】见解析
【解析】规定电流方向与正电荷定向移动的方向相同，在电源外部，电流是从正极流向负极，标出的电流方向如图所示：
17．（1分）在图中的“〇”中填入恰当的电流表或电压表。
【答案】见解析
【解析】由图可知，两电阻串联，圆圈与电阻R1并联，所以在图中的“〇”中应填入电压表，如图所示：
三、实验探究题（本题共3个小题，第15小题6分，第16小题8分，第17小题8分，共22分。）
18．（6分）为探究“不同物质的吸热能力强弱”，小明用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。
（1）实验中，应用相同的酒精灯给初温相同、 （选填“质量”或“体积”）相同的A、B液体加热。
（2）实验中，除图甲中所用器材外，还需要的测量仪器是天平和 。
（3）图甲中，B液体的温度为 33 ℃。
（4）为使A、B液体吸收相同热量，实验中应控制 （选填“加热相同时间”或“升高相同温度”）。
（5）为了便于分析实验数据所反映的规律，小明作出了如图乙所示的“温度一时间”图像。据此分析可知，吸热能力较强的液体是 。
（6）根据实验数据所反映的规律，要让A、B液体升高相同温度，它们的加热时间之比tA：tB＝ 。
【答案】（1）质量；（2）秒表；（3）33；（4）加热相同时间；（5）A；（6）2：1
【解析】（1）根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同（不同物质密度不同，根据m＝ρV，体积相同的不同物质质量不同），实验中，应用相同的酒精灯给初温相同、质量相同的A、B液体加热。
（2）实验中，根据转换法，通过加热时间比较吸热多少，除图甲中所用器材外，还需要的测量仪器是天平和秒表。
（3）图甲中，温度计分度值为1℃，B液体的温度为33℃。
（4）为使A、B液体吸收相同热量，由转换法，实验中应控制加热相同时间。
（5）根据乙图可知，加热t时间（吸热相同），A升高的温度为40℃﹣20℃＝20℃
B升高的温度为60℃﹣20℃＝40℃
根据比较吸热能力的方法，A的吸热能力强；
（6）根据 Q＝cmΔt可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度之积为一定值，升高的温度与比热容成反比，则A、B液体的比热容之比为40℃：20℃＝2：1
要让A、B液体升高相同温度，根据Q＝cmΔt可知，在质量和升高温度相同的条件，吸热与比热容成正比，吸热之比为2：1，由转换法，故它们的加热时间之比tA：tB＝2：1；
19．（8分）小明用如图甲所示器材，测定标有“2.5V”字样的小灯泡的电功率。已知电源为2节新干电池，滑动变阻器上标有“20Ω，1A”字样。
（1）本实验的原理是： 。
（2）用笔画线代替导线，将图甲中的电路图连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右滑动时，灯泡变亮）。
（3）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表和电流表均有示数。接下来，他应该 （选填“更换小灯泡”或“移动滑动变阻器的滑片”）后，观察小灯泡的发光情况。
（4）为使小灯泡正常发光，实验过程中移动滑动变阻器滑片时，应该观察 。若当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（5）小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测数据绘制出小灯泡的I﹣U图像，如图丙所示。根据图像可知，电流与电压并不成正比，原因是：灯丝的电阻随温度升高而 。
（6）根据实验数据所得规律，当小灯泡两端电压为其额定电压的一半时，小灯泡的实际功率 （选填“大于”“等于”或“小于”）其额定功率的四分之一。
【答案】（1）P＝UI；（2）见解答图；（3）移动滑动变阻器的滑片；（4）电压表；0.7；（5）增大；（6）大于。
【解析】（1）在测小灯泡的电功率实验中，用电压表测灯泡两端电压，用电流表测通过灯泡的电流，利用P＝UI求出小灯泡电功率，故本实验的原理是：P＝UI；
（2）将电压表并联在灯泡两端；由图乙可知，电流表选用小量程与滑动变阻器串联在电路中；滑动变阻器的滑片向右滑动时，灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱接入电路中，如下图所示：
；
（3）电路正确连接后，闭合开关，发现电压表和电流表均有示数，说明电路是通路，且灯泡没有短路，小灯泡不亮，说明灯泡实际功率太小，故他应该移动滑动变阻器的滑片后，观察小灯泡的发光情况；
（4）当灯泡两端电压为额定电压时，灯泡正常发光，因此为使小灯泡正常发光，实验过程中移动滑动变阻器滑片时，应该观察电压表；
若当小灯泡正常发光时，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0.28A，则小灯泡额定功率为：PL＝ULIL＝2.5V×0.28A＝0.7W；
（5）由图丙可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流应增大，根据P＝UI可知，灯泡实际功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度升高而增大；
（6）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，根据公式P＝UI＝可知，若灯泡电阻不变，则灯泡的实际功率P实＝P额，但是随着功率减小，灯泡电阻随温度的降低而减小，由P＝UI＝可知，灯泡的实际功率P实＞P额。
20．（8分）某实验小组利用如图甲所示电路，进行“探究电流与电阻的关系”实验。选用的电源电压可调，滑动变阻器上标有“30Ω，1A”字样，定值电阻R＝5Ω，备用的定值电阻还有10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
（1）连接电路时，开关应处于 状态。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到图甲中 （选填“A”或“B”）端，使其接入电路的 （选填“PD”或“PC”）段阻值最大。
（3）连接好电路后，闭合开关，发现电流表指针正常偏转，电压表指针不动。假设电路中只有一处故障，出现这一现象的原因可能是 （单选，填正确答案标号）。
A.定值电阻短路
B.定值电阻断路
C.滑动变阻器断路
D.滑动变阻器短路
（4）排除故障后，调节滑动变阻器，当电压表示数为2.5V时，记下电流表的示数。若保持电源电压和滑动变阻器的滑片位置不变，只将定值电阻更换为10Ω，闭合开关后，电压表的示数将 （选填“大于”“等于”或“小于”）2.5V；为了顺利完成实验，接下来应该将滑动变阻器的阻值调 。
（5）保持电源电压不变，将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，然后按阻值从小到大依次更换备用的4个定值电阻，正确操作并读取数据，作出定值电阻的I﹣R图像如图乙所示，由图可知，当定值电阻两端电压保持不变时，通过它的电流与其电阻成 比。
（6）为了安全、顺利地完成（5）中实验操作，电源电压最大可以调到 V。
【答案】（1）断开；（2）A；PC；（3）A；（4）大于；大；（5）反；（6）5.5。
【解析】（1）（2）为保护电路，在连接实验电路时，开关应处于断开状态，开关闭合前，应将滑动变阻器调节至最大阻值处，即将滑片移到A端，滑动变阻器接入电路的阻值是滑片与下接线柱，所以使其接入电路的PC段阻值最大；
（3）连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片时，发现电流表指针正常偏转，说明电路是通路；电压表指针不动，说明电压表并联的支路短路或电压表短路或电压表断路，故发生这种故障的原因可能是定值电阻短路，故选A；
（4）当改用10Ω的电阻实验时，电阻增大，其分得的电压增大，电压表示数变大，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；
（5）根据图乙知，电压一定时，电流与电阻的乘积为0.1A×25Ω＝...＝0.5A×5Ω＝2.5V，为一定值，故得出的结论是：电压一定时，通过导体电流与导体的电阻成反比；
（6）由图乙可知，实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV＝IR＝0.1A×25Ω＝2.5V，根据串联电路电压的规律，＝，滑动变阻器的最大阻值为30Ω，代入数值可得＝，解得U＝5.5V，电源电压最大可以调到5.5V。
四、计算论述题（本题共3个小题，第18小题6分，第19小题8分，第20小题8分，共22分。解答应写出必要的文字说明、步骤和公式，只写出最后结果的不能得分。）
21．（6分）如图所示电路中，电源电压为6V并保持不变，R1、R2均为定值电阻，其中R1＝40Ω。求：
（1）开关S闭合时，电流表的示数；
（2）若R2＝20Ω，闭合开关S后，整个电路的电功率。
【答案】（1）0.15A；（2）2.7W。
【解析】（1）开关S闭合时，两电阻并联，电流表测量通过R1的电流，根据欧姆定律可知电流表的示数I1＝＝＝0.15A；
（2）若R2＝20Ω，闭合开关S后，根据P＝可知整个电路的电功率P＝+＝+＝2.7W；
答：（1）开关S闭合时，电流表的示数为0.15A；
（2）若R2＝20Ω，闭合开关S后，整个电路的电功率为2.7W。
22．（8分）某电热水壶的内部简化电路如图所示，额定电压为220V。R1为加热管（只有R1放出的热量能被水吸收，不计其阻值受温度的影响），R2为限流电阻，S1是温控开关（也叫防干烧开关，温度低于280℃时处于闭合状态），S、S2是手动开关。闭合S、调节S2，可使电热水壶处于加热或保温状态，正常加热时的电功率为1210W，正常保温时整个电路的电功率为48.4W。求：
（1）正常加热100s时，电热水壶消耗的电能；
（2）限流电阻R2的阻值；
（3）若在某一用电高峰时段加热时，通过电热水壶的电流为5A，此时的实际电压。
【答案】（1） 121000J；（2） 960Ω；（3） 200V。
【解析】由电路图可知，当S、S1、S2都闭合时，电路为R1的简单电路，此时通过R1的电流最大，其功率最大，电热水壶处于加热状态，
当开S、S1闭合，S2断开时，R1与R2串联，此时电路中的电流最小，R1的电功率最小，电热水壶处于保温状态。
（1）根据W＝Pt可知正常加热100s时，电热水壶消耗的电能
W＝P加t＝1210W×100s＝121000J；
（2）加热状态下，由P＝可知R1＝＝＝40Ω；
保温状态下，由P＝可知总电阻R＝＝＝1000Ω；
根据电阻串联的特点可知限流电阻R2的阻值R2＝R﹣R1＝1000Ω﹣40Ω＝960Ω；
（3）若在某一用电高峰时段加热时，通过电热水壶的电流为5A，根据欧姆定律可知此时的实际电压U′＝IR1＝5A×40Ω＝200V。
答：（1）正常加热100s时，电热水壶消耗的电能为121000J；
（2）限流电阻R2的阻值为960Ω；
（3）若在某一用电高峰时段加热时，通过电热水壶的电流为5A，此时的实际电压为200V。
23．（8分）如图所示，电源电压为8V且保持不变，灯泡L规格为“6V，3W”，滑动变阻器规格为“？Ω，2A”，电流表量程为0～3A，定值电阻R0＝10Ω。当开关S、S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片在中点和最右端时，电路的总功率之比为4：3。不考虑灯泡L的灯丝电阻随温度的变化，求：
（1）灯泡L正常发光时，通过灯丝的电流；
（2）滑动变阻器的最大阻值R；
（3）闭合开关S，任意调整开关S1、S2的状态和滑动变阻器的滑片位置。在保证电路安全的前提下，整个电路消耗的最大功率与最小功率。
【答案】（1）0.5A；（2）20Ω；
（3）最大功率与最小功率分别为22.4W、2W。
【解析】（1）由P＝UI可知，灯泡L正常发光时，通过灯丝的电流：
IL＝＝＝0.5A；
（2）由图可知：当开关S、S1、S2都闭合，定值电阻R0与滑动变阻器R并联，滑动变阻器的滑片在最右端时滑动变阻器的电阻全部接入电路，滑片在中点时，滑动变阻器接入电路的电阻R中＝R，由于电源电压不变，则由P＝UI＝可知，两次电路中的总电阻之比：＝＝，
由并联电路的电阻特点可知，两次电路中的电阻之比：＝＝＝＝＝，解得：R＝20Ω。
（3）已知灯泡L正常发光时，通过灯丝的电流IL＝0.5A；滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，电流表量程为0～3A，所以在保证电路安全的前提下，当开关S、S1、S2都闭合，定值电阻R0与滑动变阻器R并联时，滑动变阻器达到的最大电流时的电路中的总电流最大，此时通过定值电阻R0的电流：I0＝＝＝0.8A，
由并联电路的电流特点可知，干路中的最大电流：I大＝I0+IR大＝0.8A+2A＝2.8A＜3A，
因此干路中的最大电流为I大＝2.8A，
则电路消耗总功率的最大值：P大＝UI大＝8V×2.8A＝22.4W；
由于R＝20Ω＞R0＝10Ω，则当闭合开关S，S1、S2都断开时，滑动变阻器R与灯泡L串联接入电路，滑动变阻器的电阻全部接入电路时电路中的总电阻最大，整个电路的电流最小，由串联电路的电阻特点可知，最大总电阻：R大＝R+RL＝20Ω+12Ω＝32Ω，
则电路的最小功率为：P小＝＝＝2W。
答：（1）灯泡L正常发光时，通过灯丝的电流为0.5A；
（2）滑动变阻器的最大阻值R为20Ω；
（3）闭合开关S，任意调整开关S1、S2的状态和滑动变阻器的滑片位置。在保证电路安全的前提下，整个电路消耗的最大功率与最小功率分别为22.4W、2W。