(
B
．
) (
D
．
)2022-2023 学年重庆市荣昌区九年级(上)期末物理试卷
一、选择题(本大题共 8 个小题，每小题只有一个正确选项，每小题 3 分，共 24 分)
1．在日常生活中， 下列估测符合实际的是( )
A．我国家用电压不超过 36V
B．一节新干电池的电压是 1.5V
C．家用电风扇正常工作时的电流为 15A
D．一盏家用日光灯的额定功率为 1000W
2．以下四种情况符合安全用电原则的是( )
A．甲图中， 电灯的开关接在零线上
B．乙图中， 雷雨天人站在大树下避雨
C．丙图中， 人向落在地面上的“高压线头”靠近
D．丁图中， 使用试电笔时，手应接触笔后端的金属部分
3．为了保证行车安全，轿车上设有安全带未系提示系统。当驾驶员坐在座椅上时， 座椅下的开关 S1 闭合， 若未系
安全带，则开关 S2断开，仪表盘上的指示灯亮起；若系上安全带，则开关 S2 闭合，指示灯熄灭。符合上述设计
要求的电路图是图中的( )
A ．
C ．
4．如甲图所示的电路中，闭合开关后电流表的示数如乙图所示。下列描述正确的是( )
A．灯泡 L1与 L2并联 B．通过 L1 、L2 的电流相等
C．电压表测 L2两端的电压 D．通过 L1 的电流为 0.22A
5．下列说法中，正确的是( )
A．冰在熔化时温度不变内能增加
B．物体温度升高时一定吸收了热量
C．在 0℃所有物体的分子都停止了运动
D．由公式说明热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
6．如图所示的电路，电源电压不变， 开关 S 闭合后，当滑动变阻器滑片 P 向左滑动过程中， 下列说法中正确的是
( )
A．电压表与电流表的示数之比不变
B．电流表示数变小， 电压表示数变小
C．电压表示数变大， 电路消耗的总功率变小
D．电压表与电流表的示数变化量的绝对值之比不变
7．在进行“探究串联电路电压特点”实验时，某同学设计的电路如图所示。对于实验过程中出现的现象及分析正
确的是( )
A．如果只有灯泡 L1 断路，则开关闭合后电压表示数为零
B．如果只有灯泡 L2断路，则开关闭合后电压表示数为零
C．开关闭合后， 如果灯泡 L2不亮、L1 亮， 一定是灯泡 L2断路
D．开关闭合后， 如果电压表示数为电源电压，一定是灯泡 L2短路
8．如图所示， 电源电压为 4.5V 保持不变， 电压表的量程为 0~3V，电流表的量程为 0~0.6A，滑动变阻器 R 的规
格是“25Ω ，1A”，灯泡 L 上标有“2.5V ，1.25W”的字样。若闭合开关 S，在保证电路安全的情况下，忽略温度
对灯丝电阻的影响，则下列说法正确的是( )
A．小灯泡的电阻为 2Ω
B．电流表的示数变化范围是 0.15~0.6A
C．电路消耗的最大总功率为 2.7W
D．滑动变阻器允许调节的阻值范围是 4~25Ω
二、填空题(本大题共 6 个小题，每空 1 分，共 12 分)
9．如图所示，当人触摸“静电球”时，部分头发会一根根竖起，形成“怒发冲冠”的景象。这是因为人触摸“静 电球”时，导致这些头发带上了 (选填“同种”或“异种”) 电荷， 带电后的头发会相互 的缘故。
10．小明发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起转动起来，这一现象与热机工作循环中的 冲程原理
相同。他将一瓶净含量为0.35kg 的纯净水，放入冰箱冷藏后，温度降低了20℃，则瓶中水放出的热量为 J。 [水的比热容 c 水＝4.2×103J/ (kg ℃) ]
11．某款手机电池的工作电压为 4V，容量为 4000mA h。它充满电后，大约储存了 J 的电能， 手机在使用 过程中，电池将化学能转化为 能。
12．如图所示的电路中， 电源电压保持不变， 当开关 S 闭合、 S1 断开， 甲、乙两表均为电流表时，R1和 R2消耗的 功率之比 P1：P2＝4：3，当开关 S 和 S1 都闭合，甲、乙两表均为电压表时，R1和 R2 中的电流之比 I1：I2＝ ， 两电压表示数之比 U 甲 ：U 乙 ＝ 。
13．很多家用电器都有待机功能，比如， 电视可以用遥控器关机而不必断开电源。电器在待机状态下仍有能耗， 下 表是小明家两台家用电器待机的数据统计，这两台用电器每天待机共耗电 度，若能及时断开电源， 他家
每年可以节约电费 元。(电价为 0.5 元/度， 每月按 30 天计算)
家用电器 待机功率 P/W 每天平均 待机时间 t/h
彩色电视 8 20
台式电脑 4 20
14 ．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，R 为定值电阻。闭合开关 S，调节滑动变阻器 R'，发现电流表示数 从 0. 1A 变为 0.3A，电压表示数改变了 3V。由此可判断在这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值 (选
填“变大”、“变小”或“不变”)，定值电阻 R 的电功率变化了 W。
三、实验探究题(本大题共 3 个小题，第 15 题 5 分，第 16 题 8 分，第 17 题 9 分，共 22 分)
15．在探究“影响电流热效应的因素”实验中(三个烧瓶中均装有质量相等的煤油)：
(1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小红设计了如甲图所示装置，在烧瓶内安装一根电阻丝， 并插入一支温度计， 该实验通过比较 的变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。
(2) 小红先测量烧瓶内煤油的温度，温度计示数如图丙所示，则此时煤油的温度为 ℃，之后闭合开关， 通电 30s 再测量烧瓶内煤油的温度，将温度的升高量填入表中。然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小， 重复上
述操作，获得第二组数据(见表)。
实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度升高量/℃
1 0.3 30 10 1.5
2 0.6 30 10 6.0
由上表实验数据，分析可知电阻和通电时间相等时，电流越 ，其产生的热量越多。 (3)若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择乙图中 (填“A”或“B”)烧瓶中的电阻 与甲图中的烧瓶电阻 (填“串联”或“并联”)。
16．小明在“测定小灯泡的功率”的实验中， 被测小灯泡的额定电压为 2.5V，电阻约为 10Ω。实验器材如下：电源
(电压为 6V)、电流表(0~0.6A；0~3A)、电压表(0~3V；0~15V)、开关各一只，滑动变阻器：R1 (50Ω， 0.5A)，导线若干。
(1) 本实验的实验原理是 。
(2)小明连接的实物图如图甲所示， 老师指出该实物图的连接存在明显错误，请帮助小明修改好实物图，要求 只能改动其中一条导线。(把需要改动的导线打“×”，然后用笔画线代替导线重新连接)
(3) 若改好电路后，闭合开关 S，小明看见灯泡发出很亮的光后随即熄灭， 则故障的原因可能是 。 (4) 排除电路故障后， 正确操作，闭合开关， 移动滑动变阻器的滑片 P，记下多组对应的电压表和电流表的示 数，并绘制成如图乙所示的 I ﹣ U 图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W，灯泡正常发 光时的电阻是 Ω。观察如图乙所示的 I ﹣ U 图象不是直线的原因是 。 (5)在分析实验误差的过程中， 考虑到电压表虽然电阻很大， 但是在电路中也会分得少许电流。考虑此因素， 这样测得的小灯泡的额定功率比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
(6) 如果还要完成探究电流和电压的关系，还需要添加的器材是 。
17．在研究“导体中的电流与电阻关系”的实验中，已知电源电压为 6V 且保持不变，定值电阻的阻值分别为 25Ω、 20Ω 、15Ω 、10Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω ，1A”。
(1) 小明在连接实验电路的过程中， 开关应处于 状态。 (2)小明按如图甲的电路图连好了电路，闭合开关前，发现电流表指针如图乙所示，则应先对电流表进行的操 作是 。
(3)正确连线后，闭合开关时发现， 无论怎样移动滑片电流表指针几乎不动，电压表指针向右偏转且超过满刻 度，原因可能是电阻 。(填“短路”，“断路”)
(4) 进行操作后， 闭合开关前， 滑动变阻器的滑片应处于最 端(选填“左”或“右”)。
(5) 移动滑动变阻器滑片 P 使定值电阻两端的电压保持为 3V 不变，当定值电阻由25Ω 更换为 15Ω 时，滑片 P
应向 (选填“左”或“右”)移动， 观察到电压表示数为 3V 时，电流表示数如图丙所示，则电流表示 数为 A；通过多次实验得到的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。
(6) 小明多次改变定值电阻 R 的阻值，但始终保持其两端的电压为 3V 不变，这种科学研究方法叫 。 他进行多次实验的目的是为了 。
四、论述计算题(18 题 6 分， 19 题 8 分， 20 题 8 分， 共 22 分。解答应写出必要的文字说明
18．如图所示的电路，已知 R1＝5Ω ，R2＝10Ω，当开关 S 闭合时，V1 的示数为 4V。求：
(1) 通过 R1 的电流；
(2) R2两端的电压；
(3) 电源电压。
19．如图所示， 电源电压为 12V 且保持不变， 小灯泡 L 的规格为“6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为 20Ω，电
流表的量程为 0~3A。
(1) 当开关 S1 、S2 都断开时， 小灯泡 L 恰能正常发光， R1 的阻值为多大？在 6min 内电流通过 R1所产生的热 量是多少？
(2)在保证电流表安全使用的情况下，两个开关处于何种状态，且变阻器接入电路的阻值为多少时，整个电路 消耗的电功率最大？ 求出这个最大电功率。
20．小明家电热饮水机有加热和保温两种工作状态，它的简化电路图如图乙所示， R1 和 R2 均为用来加热且阻值不
变的电热丝，饮水机部分参数如表所示。
额定电压 220V
额定 功率 加热功率 1100W
保温功率 242W
容量 2.5L
(1) 求该饮水机正常加热时的电流；
(2) 求电阻 R2 的阻值；
(3) 某一天， 小明断开家中其它用电器，使饮水机处于加热状态，发现家中标着“3000r/ (kW h)”字样的电
能表转盘在 2.5min 内转了 120 转，求此饮水机加热的实际功率。
试题解析
1 ．【解答】 解： A．我国家用电压为 220V，故 A 不符合实际；
B．一节新干电池的电压为 1.5V，故 B 符合实际；
C．家用电风扇的功率在 40W 左右， 正常工作的电流在 I＝ ＝ ≈0.2A 左右，故 C 不符合实际；
D．一盏家用日光灯的额定功率为 40W，故 D 不符合实际。
故选： B。
2 ．【解答】 解： A 、如果开关接在零线和灯泡之间，火线直接接在灯泡时， 虽然断开开关，但是火线和灯泡相连， 触及灯泡会发生触电事故，故 A 不符合安全用电原则；
B、雷雨天人站在大树下避雨， 因为大树和人体都是导体， 雷电极易通过突起物﹣﹣大树传向人体，而造成雷电 灾害， 故 B 不符合安全用电原则；
C、人靠近高压带电体极易引发跨步电压触电， 故 C 不符合安全用电原则；
D、使用试电笔时手要接触笔尾金属体， 这样才能构成通路，氖管才能发光，故 D 符合安全用电原则。 故选： D。
3 ．【解答】 解：
由题知，S1 闭合、开关 S2 断开指示灯亮， S2 闭合， 指示灯熄灭。所以， 应使指示灯与 S1 串联，再与 S2 并联， 保护电阻在干路，乘客坐下时 S1 闭合指示灯亮，系上安全带时 S2 闭合， 指示灯被短路熄灭， 并且不会出现电源 短路， 故只有 C 符合题意。
故选： C。
4 ．【解答】 解： 由图知， 开关闭合后，电流的路径只有一条， L1 与 L2依次连接， 则 L1与 L2 串联；
因串联电路中电流处处相等，则通过 L1 、L2 的电流相等；
电流表测串联电路中的电流，由图乙可知电流表选用小量程， 其分度值为 0.02A，电流表示数为 0.24A，则通过 L1 的电流为 0.24A；
由图可知， 电压表与 L1并联，则电压表测 L1两端的电压， 故 B 正确， ACD 错误。
故选： B。
5 ．【解答】 解： A、冰在熔化时，吸收热量、温度不变， 内能增加，故 A 正确；
B、物体温度升高、内能增大，可能吸收了热量，也可能物体做功， 故 B 错误；
C、一切物质的分子都在不停地做无规则运动， 0℃物体的分子也在不停地做无规则运动， 故 C 错误；
D、热值大小只与燃料的种类有关， 与燃料完全燃烧放出的热量无关， 故 D 错误。
故选： A。
6 ．【解答】 解：由电路图可知， 定值电阻 R0 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) 当滑动变阻器滑片 P 向左滑动过程中，变阻器接入电路中的电阻变小， 则电路中的总电阻变小， 由 I＝ 可知， 电路中的电流变大， 即电流表的示数变大，
由 U＝IR 可知， 定值电阻 R0两端的电压变大，
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变小， 即电压表的示数变小，故 B 错误；
电源电压不变， 电路中的电流变大， 由 P＝UI 可知，电路消耗的总功率变大，故 C 错误；
由 R＝ 可知， 电压表与电流表的示数之比等于滑动变阻器接入电路中的阻值，
因变阻器接入电路中的电阻变小，所以， 电压表与电流表的示数之比变小， 故 A 错误；
(2) 设滑片移动前后电路中的电流分别为 I、I′，则电流表的示数变化量ΔI＝I′﹣ I，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以， 电压表的示数分别为： U 滑＝U ﹣ U0＝U ﹣ IR0 ，U 滑 ′＝U﹣U0′＝U ﹣ I′R0，
则ΔU 滑＝U 滑 ′﹣ U 滑＝U ﹣ I′R0 ﹣(U ﹣ IR0) ＝(I ﹣ I′) R0＝﹣ΔIR0，
即||＝R0，
所以， 电压表与电流表的示数变化量的绝对值之比不变， 故 D 正确。
故选： D。
7 ．【解答】 解： 该电路为两个灯泡的串联，电压表测量灯泡 L1两端的电压；
A、只有 L1 断路时，电压表的读数等于电源电压， 故 A 错误；
B、只有灯泡 L2断路时，电路中无电流， 两个灯泡都不亮，且电压表无示数，故 B 正确； C、开关闭合后， L1 亮， L2 不亮， 则 L2短路， 故 C 错误；
D、电压表示数等于电源电压时，可能是 L1断路，也可能是 L2短路， 故 D 错误。
故选： B。
8 ．【解答】 解： 由电路图知， R 与 L 串联，电压表测 R 两端的电压， 电流表测电路中的电流；
(
，
故
A
错误；
)A、灯泡的阻值：
(
，
)BD、由 P＝UI 得灯泡的额定电流
串联电路各处电流相等， 电流表量程选择“0~0.6A”，
所以电路允许通过的最大电流为 I＝IL＝0.5A，
由串联分压原理可知当电压表示数最大为 2.5V 时， 滑动变阻器连入电路中的阻值最小，
串联电路总电压等于各部分电压之和，此时滑动变阻器两端的电压：UR＝U ﹣ UL＝4.5V ﹣ 2.5V＝2V，
滑动变阻器连入电路中的最小阻值 ，
当滑动变阻器全部连入电路时， 电路中电流最小， 最小电流 ，
电流表的示数变化范围是 0.15~0.5A，故 B 错误；
滑动变阻器允许调节的阻值范围是 4~25Ω，故 D 正确；
C、电路消耗的最大总功率为 P＝UI＝4.5V×0.5A＝2.25W，故 C 错误。
故选： D。
9．【解答】解：人体是导体， 当人触摸静电球时，人体也带了和静电球同种电荷的电，故人的头发上也会带上与静
电球同种电荷的电， 据同种电荷相斥可知，头发之间带同种电荷， 相互排斥，故头发会蓬松竖起来。 故答案为： 同种；排斥。
10．【解答】解： 正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起， 这是锅内的气体对外做功， 锅内气体的内能转化为机械能；
内燃机的做功冲程中，高温高压的燃气的内能转化为机械能。
水放出的热量：
Q 放 ＝c 水 mΔt＝4.2×103J/ (kg ℃) ×0.35kg×20℃＝29400J。
故答案为： 做功；29400。
11 ．【解答】解：电池充满电后储存的电能为： W＝UIt＝4V×4000×10 ﹣ 3A×3600s＝5.76×104J；
手机在使用过程中， 电池将化学能转化为电能。
故答案为： 5.76×104 ；电。
12 ．【解答】解：(1)当开关 S 闭合、S1 断开， 甲、乙两表为电流表时， R1 与 R2并联；
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以， 由 P＝ 可得， 两电阻的阻值之比 ＝ ＝ ＝ ；
(2) 当开关 S 和 S1 都闭合，甲、乙两表为电压表时， R1 与 R2 串联，甲电压表测电源的电压， 乙电压表测 R2 两端的电压，
因串联电路中各处的电流相等， 所以 I1：I2＝1：1；
由 I＝ 可得， 两电阻两端的电压之比： ＝ ＝ ＝ ，
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，
所以两电压表示数之比为 U 甲 ：U 乙 ＝(U1+U2)： U2＝(3+4)： 4＝7：4。
故答案为： 1 ：1 ；7 ：4。
13 ．【解答】解： 8W＝0.008kW ，4W＝0.004kW，
彩色电视每天待机消耗的电能为：W1＝P1t1＝0.008kW×20h＝0. 16kW h，
台式电脑每天消耗的电能为： W2＝P2t2＝0.004kW×20h＝0.08kW h，
两台电器每天待机共消耗的电能为： W＝W1+W2＝0. 16kW h+0.08kW h＝0.24kW h＝0.24 度， 每年可以节约的电费为： 0.24 度×30××12×0.5 元/度＝43.2 元，
故答案填： 0.24；43.2。
14．【解答】 解： 由 I＝ 可知， 电流表示数从 0. 1A 变为 0.3A 时， 电路中的电阻变小， 即滑动变阻器接入电路的电 阻变小；
当电路中的电流 I＝0. 1A 时，电源的电压 U＝IR+U 滑＝0. 1A×R+U 滑；
当电路中的电流 I′＝0.3A 时，电源的电压 U＝I′R+U 滑 ′＝0.3A×R+U 滑 ′；
因电压表示数改变了 3V，
所以 U 滑 ﹣U 滑 ′＝(U ﹣ 0. 1A×R)﹣(U ﹣ 0.3A×R)＝3V，
解得： R＝15Ω；
定值电阻 R 电功率的变化量：
ΔP＝(I′) 2R ﹣ I2R＝(0.3A) 2 × 15Ω ﹣(0. 1A) 2 × 15Ω＝1.2W。
故答案为： 变小；1.2。
15．【解答】 解：(1)电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过温度计示数变化来反映，这是转换法。本实验中
是通过温度计示数变化来判断电流产生的热量多少；
(2) 根据图丙可知，温度计的分度值为 1℃，示数为 21℃； 由表格数据知，电阻相同， 通电时间相同，电流越 大，温度升高量越大，说明电流产生热量越多； (3)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，所以选择乙图中的 B 电阻 与甲图中的烧瓶电阻串联。
故答案为：(1) 温度计示数；(2) 21；大；(3) B ；串联。
16．【解答】解：(1)该实验的原理是：P＝UI；
(2) 图中电压表测量电源电压， 电压表应该并联在灯泡两端， 如下图所示：
；
(3) 若改好电路后，闭合开关 S，灯泡很亮并很快熄灭， 说明电路电流较大，电路阻值太小，是闭合开关前滑
动变阻器的滑片没有调到最大阻值处；
(4)由图可知，当灯泡两端的电压为 2.5V 时， 通过灯泡的电流为 0.2A，则灯泡的额定功率为： P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
灯泡正常发光时的电阻为：
R ＝ ＝12.5Ω；
小灯泡两端的电压越大，通过小灯泡的电流越大，小灯泡的实际功率越大，其灯丝的温度越高，灯丝的电阻会越 大，所以小灯泡的 I ﹣ U 图象不是直线；
(5) 电路中， 电压表测量准确， 根据并联电路电流的规律，电流表示数大于灯的实际电流， 根据 P＝UI，测得 的小灯泡的额定功率比真实值偏大；
(6)要探究电流和电压的关系， 需要控制定值电阻的阻值不变，通过移动滑动变阻器来改变电阻两端的电压和 通过电路的电流，所以还需要添加的器材是定值电阻。
故答案为：(1) P＝UI；(2)见上图；(3)闭合开关前滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处；(4) 0.5 ；12.5；
灯丝的电阻会随着温度的升高而增大；(5)偏大；(6)定值电阻。
17．【解答】解：
(1) 为保护电路， 在连接实验电路的过程中， 开关应处于断开状态；
(2) 小明在实验前发现电流表的指针如图乙， 没有对准零刻度线， 这时他应该进行的操作是：将电流表调零；
(3)经分析，正确连线后，闭合开关时发现，无论怎样移动滑片电流表指针几乎不动， 电压表指针向右偏转且
超过满刻度，原因可能是电阻 R 出现断路现象， 导致用电压表小量程测电源电压(6V)；
(4) 为保护电路， 滑动变阻器的阻值应调至最大， 即滑片在最右端；
(5) 根据串联分压原理可知，将定值电阻由 25Ω 改接成 15Ω 的电阻， 电阻变小，其分得的电压变小；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应减小 滑动变阻器分得的电压， 由分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动；
电流表示数如图乙， 电流表选用小量程， 分度值为 0.02A，电流为 0.2A；
通过实验得到的结论是： 当电压一定时， 通过导体的电流与导体的电阻成反比； (6)导体中电流跟电阻和电阻两端电压有关，属于多因素问题，所以实验中使用控制变量法； 在探究电流与电 阻的关系的实验中，多次实验的目的是为了从大量数据中寻找普遍规律，所以实验中更换不同的定值电阻，进行 多次实验， 其目的是为了寻找电流与电阻的关系。
故答案为：(1) 断开；(2)调零；(3)断路；(4) 右；(5)左；0.2；反比；(6) 控制变量法； 寻找普遍规律。
18．【解答】解：由电路图可知， R1 与 R2 串联，电压表测 R1两端的电压。
(1) 根据欧姆定律可得，通过 R1 的电流：I1＝ ＝ ＝0.8A；
(2) 串联电路中各处的电流相等，所以通过 R2 的电流为： I2＝I1＝0.8A，
R2 两端的电压：U2＝I2R2＝0.8A×10Ω＝8V；
(3) 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＝4V+8V＝12V。
答：(1)通过 R1 的电流为 0.8A；
(2) R2两端的电压为 8V；
(3) 电源电压为 12V。
19．【解答】解：
(1) 由图当开关 S1 、S2都断开时， 灯泡 L 与 R1 串联，且小灯泡恰能正常发光，
由 P＝UI 得电路中的电流：
I＝I1I 额 ＝ ＝ ＝0.5A，
R1 两端的电压：
U1＝U ﹣ U 额＝12V ﹣ 6V＝6V，
则 R1＝ ＝ ＝12Ω；
在 6min 内电流通过 R1产生的热量：
Q1＝I2R1t＝(0.5A) 2 × 12Ω×6×60s＝1080J；
(2) 在保证电流表安全的情况下，为使整个电路消耗的电功率最大，应将开关 S1、S2都闭合，使 R1与 R2并联， 并使干路电流 I＝3A，
U＝U1′＝U2＝12V，
此时， 通过 R1 的电流： I1′＝ ＝ ＝1A，
通过 R2 的电流为： I2＝I ﹣ I1′＝3A ﹣ 1A＝2A，
则 R2＝ ＝ ＝6Ω，
整个电路消耗的电功率为：P＝UI＝12V×3A＝36W。
答：(1)当开关 S1 、S2都断开时，R1 的阻值为 6V；在 6min 内电流通过 R1所产生的热量是 1080J；
(2) 在保证电流表安全使用的情况下，应将开关 S1 、S2 都闭合，且变阻器接入电路的阻值为 6Ω 时，整个电路 消耗的电功率最大， 最大电功率为 36W。
20．【解答】解：(1)由表格数据可知，饮水机加热时的额定功率 P 加＝1100W，额定电压 U＝220V； 由 P＝UI 可知，饮水机加热时的电流：I＝ ＝ ＝5A；
(2) 当开关 S 接 a 时， 只有 R1工作，当开关 S 接b 时，电热丝 R1 、R2 串联；
根据串联电路的电阻特点可知， 串联后的总电阻大于各电热丝的电阻，
电压一定时，根据 P＝ 可知， 当开关 S 接 a 时， 只有 R1工作，此时电路中的电阻最小，电功率最大，为加热
状态；
电热丝 R1 的阻值： R1＝ ＝ ＝44Ω；
当开关 S 接 b 时， 电热丝 R1 、R2 串联，此时电路中的电阻最大，电功率最小，为保温状态；
R1 、R2 串联时的总电阻： R＝ ＝ ＝200Ω，
则 R2＝R ﹣ R1＝200Ω ﹣ 44Ω＝156Ω；
(3) 3000r/ (kW h)表示电路中用电器每消耗 1kW h 电能，电能表的转盘转过 3000 转， 则电能表转盘转了 120 转，饮水机消耗的电能：W＝ ＝0.04kW h；
饮水机加热的实际功率： P＝ ＝ ＝0.96kW＝960W。
答：(1)该饮水机正常加热时的电流为 5A；
(2) 电阻 R2 的阻值为 156Ω；
(3) 此饮水机加热的实际功率为 960W。
