2021-2022学年甘肃省定西市渭源县田家河中学九年级(上)第二次月考物理试卷(附详解)

2021-2022学年甘肃省定西市渭源县田家河中学九年级
（上）第二次月考物理试卷
一、单选题（本大题共6小题，共12.0分）
1.以下说法中。

不是分子动理论基本观点的是()
A. 分子间存在着引力和斥力
B. 常见物质是由大量的分子、原子构成
C. 构成物质的分子在不停地做热运动
D. 做功和热传递都能改变物体的内能
2.下列物理现象中，属于通过做功途径改变物体内能的是()
A. 冬天晒太阳人会感到暖和
B. 饮料放入冰箱冷藏室会变凉
C. 锯木头时锯条会变热
D. 烧红的铁块放入水中会变凉
3.下列说法正确的是()
A. 电饭煲是利用电流的磁效应工作的
B. 城市中建设人工湖可以调节气温，利用了水的比热容大的原理
C. 造成家庭电路电流过大的原因是短路和总电压过大两个原因
D. 在微观粒子中，空间尺度从大到小的排列是：电子、原子核、原子、分子
4.根据欧姆定律可以得到公式R=U
，关于这个公式的下列说法中正确的是()
I
A. 同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比
B. 同一导体的电阻与通过它的电流成反比
C. 导体两端电压为零时，导体的电阻也为零
D. 同一导体的两端的电压增大几倍，通过它的电流也增大几倍，电压和电流的比
值不变
5.小萌在更换灯泡时发现灯泡上标有“220V40W”的字样。

下列说法中正确的是
()
A. 该灯泡只能在220V电压下工作
B. 该灯泡正常发光的电阻是1210Ω
C. 该灯泡每秒消耗的电能是40W
D. 该灯泡的实际功率是40W不变
6.如图所示电路中，电源电压保持不变，当滑动变阻器滑片P
向右移动时，电流表、电压表示数变化情况为()
A. 电压表示数变小电流表示数变小
B. 电压表示数变大电流表示数变大
C. 电压表示数变小电流表示数变大
D. 电压表示数变大电流表示数变小
二、填空题（本大题共8小题，共17.0分）
7.2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国
第一次自主火星探测任务。

加速上升过程中，火箭燃料的______ 能转化为燃气的内能，卫星的机械能______ (选填“增大”、“减小”或“不变”)。

8.如图所示是四冲程汽油机内部剖面图，此为______ 冲程；汽油机需
要用冷却液进行降温，是利用了冷却液的______ 大的特性。

9.春暖花开，鸟语花香。

闻到花香是因为分子的______。

固体很难被压缩，是因为固
体分子间存在着______。

10.汽车在紧急刹车时，刹车片会发烫这是通过______ 的方式增加的内能，汽车行驶
过程中消耗汽油2kg，则汽油完全燃烧时放出的热量为______ J(4.6×107J/kg) 11.将玻璃棒和丝绸摩擦，玻璃棒会带上______电荷；用这根玻璃棒去接触一个带负电
的轻质小球，则小球会被______(选填“吸引”或“排斥”)。

12.如图所示的电路，闭合开关S，定值电阻R1与R2的连接方式是
______，电压表测的是______两端的电压。

13.如图甲所示电路，电源电压不变，闭合开关后，滑片P由B端滑到A端，电压表示数
U与电流表示数I的变化关系如图乙所示，则可判断电源电压是______V，定值电阻R1的阻值是______Ω，滑动变阻器的最大阻值为______Ω。

14.小韩家四月初电能表示数为1675.2kW⋅ℎ，四月末电能表示
数如图所示，则他家四月份消耗的电能是______，若每度
电为0.5元，则他家当月应交电费______元。

三、作图题（本大题共2小题，共6.0分）
15.如图所示，按照图甲所示的实物图，在虚线框中画出电路图。

16.如图所示为家庭电路的部分用电器，请用笔画线代替导线将用电器接入电路中。

四、实验探究题（本大题共2小题，共16.0分）
17.小欣利用实验探究“电流跟电阻的关系”。

已知电源电压为6V且保持不变，实验
用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。

(1)请根据图甲所示的电路图将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)；
(2)小欣把5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数，
则电路中的故障可能是______。

A.电阻R处短路
B.电阻R处断路
C.滑动变阻器处断路
(3)排除故障后进行实验。

实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电
压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。

由图象可以得出结论：电压一定时，______；
(4)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻后，闭合开关，为了保持电压表的示数为
______V不变，应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“A”或“B”)移动，记录此时各表的示数。

18.小王用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率时，电源电压为
3V，若所用器材均能满足实验需要。

(1)用笔画线菩代导线，将实物电路连接完整：
(2)连接电路时，开关要______ (选填“断开”或“闭合”)；滑动变阻器滑片应该
移到连入电路阻值______ 位置；
(3)实验过程中，当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光，由图乙可知，此时电流
表的示数为______ A，小灯泡正常发光时的电阻为______ Ω，小灯泡的额定功率为______ W；
(4)小王受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的LED(发光二极管)额定功率。

在老师的帮助下通过实验得到该LED的I一U图象如图丙所示。

由图象可知LED灯的电阻随电压的增大而______ (选填“增大、“不变”或“减小”)。

查阅资料知道该LED的额定电压为3V，结合图象可得该LED的额定功率为______ W。

五、计算题（本大题共3小题，共19.0分）
19.请写出欧姆定律的定义式及其变形公式，及其焦耳定律的内容和纯电阻电路下焦耳
定律的计算公式。

20.某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率。

他们用酒精灯给100g的水加热，
经过一段时间测得水温升高了60℃，消耗了4.2g酒精。

已知：水的比热容为
4.2×103J/(kg⋅℃)，酒精的热值为3×107J/kg。

求：
(1)此过程中水吸收的热量；
(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量；
(3)酒精灯烧水时的热效率。

21.在如图所示的电路中，电阻R1为5Ω。

当开关S断开时，
电流表的示数为2A，当开关S闭合时，电流表的示数
为2.5A，此时灯泡L正常发光(电源电压保持不变)求：
(1)电源电压U。

(2)灯泡正常发光时的电阻R2。

(3)灯泡正常发光时整个电路的总电阻和总功率。

答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：
A、分子之间同时存在相互作用的引力和斥力，属于分子动理论的基本观点。

不符合题意；
B、物体由物质组成，物质由分子或原子组成，属于分子动理论的基本观点。

不符合题意；
C、构成物质的分子永不停息地做无规则运动，属于分子动理论的基本观点。

不符合题意；
D、改变内能有两种方法：做功和热传递，与分子动理论没有关系。

符合题意。

故选：D。

分子动理论的基本内容是：物质是由分子、原子构成的；分子永不停息地做无规则运动，常见的扩散现象就说明了分子永不停息地做无规则运动；分子间同时存在相互作用的引力和斥力。

此题重点考查我们对分子动理论内容的掌握，属于识记性知识的考查，比较简单，容易解答。

2.【答案】C
【解析】解：
A、冬天晒太阳人会感到暖和，人从太阳吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递改变物体的内能，不符合题意；
B、饮料放入冰箱冷藏室，饮料放出热量、内能减少、温度降低，是通过热传递改变物体的内能，不符合题意；
C、锯木头时，克服摩擦做功，使锯和木头内能增加、温度升高，是通过做功途径改变物体内能，符合题意；
D、烧红的铁块放入水中，铁块放出热量、内能减少、温度降低，是通过热传递改变物体的内能，不符合题意。

故选：C。

改变内能的方法：一是做功，对物体做功(克服摩擦做功、压缩气体做功)，物体内能会
增加；物体对外做功，物体内能会减少；二是热传递。

据此分析判断。

本题考查了学生对两种改变物体内能的方法的了解和掌握。

做功属于能量的转化、热传递属于能量的转移，但在改变内能上是等效的。

3.【答案】B
【解析】解：
A、家用电饭煲加热食物主要利用了电流的热效应，故A错误；
B、因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，能有效调节气候；故B正确；
C、家庭电路中电流过大的原因是短路或用电器的总功率过大造成的，故C错误；
D、在微观粒子中，空间尺度从小到大的排列是：电子、原子核、原子、分子，选项中的说法搞反了，故D错误。

故选：B。

(1)家用电饭煲加热食物主要利用了电流的热效应；
(2)修建人工湖，含水量增多，因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少，据此分析；
(3)电路电流过大的原因有短路或用电器总功率过大；
(4)在微观粒子中，空间尺度从小到大的排列是：电子、原子核、原子、分子。

此题考查了电流热效应的应用、家庭电路电流过大的原因、水的比热容大的应用以及对微观粒子大小的了解等知识点，是一道综合题。

4.【答案】D
【解析】解：①导体的阻值是导体本身所具有的性质，其大小决定于导体的长度、材料和横截面积，与通过它的电流、它两端的电压无关，电阻不随着电压和电流的改变而改变，所以A、B、C说法错误，不符合题意。

②由欧姆定律得出R=U
，若知道导体两端的电压和导体中的电流，我们可以计算导体
I
的电阻；导体两端的电压增加几倍，导体中的电流也增加几倍，但电压和电流的比值不变，所以D说法正确，符合题意。

故选：D。

①电阻是导体本身的一种性质，影响电阻的因素是材料、长度和横截面积，与导体两端是否有电压、导体中是否通过电流无关。

②由欧姆定律知道，导体中的电流与加在导体两端的电压成正比；R=U
I
这个导出公式只说明导体电阻的大小是导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值。

本题考查欧姆定律及其公式变形的应用，关键知道影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度，与导体两端的电压和通过的电流没有关系。

欧姆定律变形公式
R=U
I
只是计算电阻的一种方法。

5.【答案】B
【解析】解：
A、“220V”为灯泡正常工作时的电压，说明其工作时工作电压不能超过220V，可以小于或等于220V，故A错误；
B、由P=U2
R 可知，灯泡正常发光时的电阻：R=U2
P
=(220V)2
40W
=1210Ω，故B正确
C、若灯正常工作，则每秒消耗的电能：W=Pt=40W×1s=40J，故C错误；
D、灯在220V电压下正常工作，则此时实际功率为40W，若实际电压低于额定电压，实际功率小于40W，若实际电压高于额定电压，实际功率大于40W，故D错误。

故选：B。

(1)用电器上标注的为额定电压和额定功率；
(2)根据P=U2
R
求出灯泡正常发光时的电阻；
(3)根据W=Pt求出灯泡每秒消耗的电能；
(4)用电器正常工作时的电功率为额定功率，实际功率随实际电压的变化而变化。

此题主要考查学生对于用电器铭牌的信息的理解，只有正常工作时才是额定状态。

6.【答案】A
【解析】解：由电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测电路中的电流；
当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，变阻器接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，
由I=U
R
可知，电路中的电流变小，则电流表示数变小；根据U=IR可知，R1两端的电
压变小，即电压表示数变小；
综上所述，A正确。

故选：A。

由电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测电路中的电流。

根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电压表示数的变化。

本题考查了电路的动态分析，涉及到滑动变阻器和欧姆定律的应用，是一道较为简单的题目。

7.【答案】化学增大
【解析】解：燃料燃烧的过程化学能转化为内能，加速上升过程中，卫星的动能和重力势能都变大，所以卫星的机械能增大。

故答案为：化学；增大。

燃料燃烧的过程化学能转化为内能，加速上升过程中，卫星的动能和重力势能都变大。

本题考查能量之间的相互转化，属于基础题。

8.【答案】做功比热容
【解析】解：四冲程汽油机工作时，只有在做功冲程中将燃料燃烧产生燃气的内能转化为机械能，为内燃机工作提供动力，其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的；
汽油机工作时会产生大量热，一般用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。

故答案为：做功；比热容。

(1)四冲程汽油机工作时，活塞在气缸中往复运动两次，完成一个工作循环，做一次功，共计四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；
(2)水的比热容较大，相同质量的水和其他物质，在升高相同温度的情况下，水吸收的热量最多。

本题考查了四个冲程汽油机的能量转化、水的比热容大的应用的理解，是中考的热点题目。

9.【答案】无规则运动斥力
【解析】解：
春暖花开，鸟语花香，闻到花香，是芳香物质的分子扩散到空气中，扩散表明一切物质的分子都是不停的做无规则的运动；
分子间存在斥力，固体分子间距离较小，所以固体和液体很难被压缩。

故答案为：无规则运动；斥力。

两种物质接触时，彼此进入对方的现象叫扩散；扩散表明一切物质的分子都是不停的做无规则的运动；构成物质的分子间有间隙，分子间存在相互作用的引力和斥力。

此题考查了分子的热运动和分子间的相互作用力，是一道基础题。

本题主要考查学生对分子间作用力的条件的理解和掌握，是分子间作用力的难点。

10.【答案】做功；9.2×107
【解析】解：①刹车片发热，是刹车片克服摩擦做功，使刹车片的内能增加、温度升高，是通过做功途径改变物体内能；
②2kg汽油完全燃烧产生的热量：
Q
=mq=2kg×4.6×l07J/kg=9.2×l07J.
放
故答案为：做功；9.2×l07．
①改变内能的方法：一是做功，对物体做功(克服摩擦做功、压缩气体做功)，物体内能会增加；物体对外做功，物体内能会减少；二是热传递．
②知道汽油的质量和热值，利用Q放=mq求汽油完全燃烧产生的热量．
本题为热学综合题，考查了改变内能的方法、有关热量的计算，属于基础题．
11.【答案】正吸引
【解析】解：
用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒失去电子带正电，丝绸得到电子带负电；用这根玻璃棒去接触一个带负电的轻质小球，因异种电荷相互吸引，则小球会被吸引。

故答案为：正；吸引。

摩擦起电不是创造了电，而是电子在摩擦双方间的转移，得到电子的一方会带负电，失
去电子的一方带正电；
电荷间的作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

本题考查了摩擦起电所带电荷的性质、电荷间的作用，是一道基础题，掌握基础知识即可正确解题。

12.【答案】串联R1
【解析】解：由于电压表的内部电阻很大，电压表在电路中相当于断路，先将电压表去掉，定值电阻R1与R2依次串联，电流只有一条路径，即为串联；
电压表并联在R1两端测R1两端的电压。

故答案为：串联；R1。

(1)串联电路中，电流只有一条路径，各元件相互影响；并联电路中，电流有多条路径，各元件互不影响。

(2)电压表的内部电阻很大，在电路中相当于断路；电流表的内部电阻很小，在电路中相当于导线。

本题考查了串并联的辨别和电压表的正确使用，要注意电压表不测带电源用电器两端的电压。

13.【答案】182070
【解析】解：由图甲可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。

当滑片位于B端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最大，由图乙可知，电压表的最大示数U2=14V，电路中的最小电流I小=0.2A，
由I=U
R
可得，滑动变阻器的最大阻值：
R2=U2
I
小=14V
0.2A
=70Ω，
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=0.2A×R1+14V----①
当滑片位于A端时，接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，此时只有R1接入电路，由图乙可知，电路中的最大电流I大=0.9A，
则电源电压：
U=I
R1=0.9A×R1--------②，
大
因电源电压不变，
所以，由①②可得：0.2A×R1+14V=0.9A×R1，
解得：R1=20Ω，
电源电压：U=I大R1=0.9A×20Ω=18V。

故答案为：18；20；70。

由图甲可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。

当滑片
位于B端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最大，由图乙读出电压表的最大示数和电路中的最小电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压；当滑片位于A端时，接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，根据图乙读出电路中的最大电流，根据欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值，进一步求出电源的电压。

本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大。

14.【答案】78.439.2
【解析】解：小韩家本月消耗的电能：W=W1−W2=1753.6kW⋅ℎ−1675.2kW⋅ℎ= 78.4kW⋅ℎ。

该月应付电费：78.4kW⋅ℎ×0.5元/kW⋅ℎ=39.2元。

故答案为：78.4；39.2。

电能表的读数方法：①月末的减去月初的示数，②最后一位是小数，③单位是kW⋅ℎ；求出本月消耗的电能，已知电费的单价，则可求本月应缴纳的电费。

本题考查了电能表的参数的理解、电能表的读数、电能的求法等，这一个类型的习题，要熟练掌握。

15.【答案】解：由实物图知，灯泡L1、L2并联，开关S1在干路上，开关S2在L1支路上，电路图如图所示：。

【解析】由实物图分析电路的连接情况，再画出对应的电路图。

本题考查根据实物图画电路图，关键是正确分析电路的连接方式和开关的位置。

16.【答案】解：(1)灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡，最后灯泡接零线，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；(2)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：
【解析】(1)灯泡的接法：火线进入开关，再连接灯泡，最后到零线。

(2)三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。

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。

17.【答案】(1)；
(2)B；
(3)电流与电阻成反比；
(4)2.5；A。

【解析】
【试题解析】
【分析】
本题探究“电流跟电阻的关系”，考查电路连接、故障和数据分析、控制变量法及操作过程。

(1)电压表与电阻并联，电流表、滑动变阻器与电阻串联，滑动变阻器要接一上一下；
(2)根据电流表无示数而电压表有示数进行分析具体原因；
(3)电流与电阻的关系：电压一定，电流与电阻成反比；
(4)根据串联电路的分压特点，换接电阻后，应保持电压表的示数不变，根据串分压的知识判断滑片的移动方向。

【解答】
(1)变阻器按一上一下接入电路中，电压表与电阻并联，如下所示：
(2)小欣把5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是电阻R处断路，选B；
(3)由图知，电阻两端的电压始终保持：U V=IR=0.1A×25Ω=----=0.5A×5Ω= 2.5V-----①，电流与电阻之积为一定值，由图象可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比；
(4)探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，由①知应保持电阻两端的电压为2.5V不变。

将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向A端移动，记录此时各表的示数。

故答案为：(1)如上所示；(2)B；(3)电流与电阻成反比；(4)2.5；A。

18.【答案】断开最大0.38.330.75减小0.072
【解析】解：(1)滑片向左移动灯变亮，灯泡与滑动变阻器应串联，电压表并联到灯泡的两端，灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选用小量程；电流表选用小量程，实物电路图如图所示：
；
(2)在连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值最大的位置；
(3)由图乙知，电流表的量程为0∼0.6A，分度值为0.02A，所以示数为0.3A；
根据欧姆定律可知，小灯泡的电阻为：R=U L
I L
=2.5V
0.3A
≈8.33Ω；
灯泡的额定功率为：P=U L I L=2.5V×0.3A=0.75W；
(4)由图象丙知，U−I图像不是一条直线，随着电压的升高，电流变大，电压的变化量要小于电流的变化量，则LED灯的电阻随电压的增大而减小；
当电压为3V时，电流为24mA=0.024A，则P=UI=3V×0.024A=0.072W。

故答案为：(1)见上图；(2)断开；最大；(3)0.3；8.33；0.75；(4)减小；0.072。

(1)根据题目要求确定滑动变阻器的接法，然后根据要求连接实物电路图；
(2)在电学实验中，为保护电路，连接电路时开关应该断开，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；
(3)确定电流表的量程和分度值，读出示数，根据R=U
I
求出小灯泡的电阻，根据公式P= UI计算出额定功率；
(4)根据图1确定灯泡的额定电压，由图3确定额定电流，根据P=UI计算出额定功率
此题是“测定小灯泡电功率”的实验，考查了电路的连接、电流表的读数及电功率的计算、欧姆定律的应用；同时考查了对图象的分析，要学会从图象中获取有价值的信息。

19.【答案】答：欧姆定律内容：导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电
阻成反比；定义式：I=U
R ，变形式：U=IR和R=U
I
；
大量实验证明，电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比；这个规律叫焦耳定律，计算公式为：Q=I2Rt；纯电阻电路下，
Q=W=Pt=UIt=U2
R
t。

【解析】根据欧姆定律的内容、焦耳定律的内容解答，纯电阻电路下，Q=W。

本题考查了对欧姆定律和焦耳定律内容及定义式的理解和应用，属电学基本知识。

20.【答案】解：
(1)水的质量m水=100g=0.1kg，
水吸收的热量：
Q
吸
=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.1kg×60℃=2.52×104J；
(2)4.2g酒精完全燃烧产生的热量：
Q
放
=m′q=0.0042kg×3×107J/kg=1.26×105J；
(3)酒精灯烧水时的热效率：
η=Q
吸
Q
放
×100%=2.52×104J
1.26×105J
×100%=20%。

答：(1)此过程中水吸收的热量是2.52×104J；
(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量是1.26×105J；
(3)酒精灯烧水时的热效率是20%。

【解析】(1)知道水的质量、比热容和温度变化，利用吸热公式求水吸收的热量；
(2)已知酒精的质量和热值，利用Q=mq可求酒精完全燃烧产生的热量；
(3)烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。

本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，熟记相关的计算公式是本题的关键。

21.【答案】解：(1)由图示电路图可知，开关S断开时，只有电阻接入电路，
由欧姆定律可知电源电压：U=U1=I1R1=2A×5Ω=10V；
(2)开关闭合时，电阻与灯泡并联，
并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过灯泡的电流：I L=I−I1=2.5A−2A=0.5A，
根据欧姆定律计算灯泡正常发光时的电阻：R L=U I
L =10V
0.5A
=20Ω；
(3)灯泡正常发光时电路总电阻：R=U
I =10V
2.5A
=4Ω；
灯泡正常发光时电路总功率：P=UI=10V×2.5A=25W。

答：(1)电源电压U为10V；
(2)灯泡正常发光时的电阻R2为20Ω；
(3)灯泡正常发光时整个电路的总电阻为4Ω，电路总功率为25W。

【解析】(1)由图示电路图可知，开关S断开时，只有电阻接入电路，根据欧姆定律求出电源电压；
(2)开关闭合时，电阻与灯泡并联，由并联电路特点求出灯泡正常发光时的电流，然后由欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻；
(3)由欧姆定律可以求出整个电路的总电阻，根据电功率公式计算电路的总功率。

本题考查了求电源电压、电阻阻值，分析清楚电路结构，应用并联电路特点与欧姆定律即可正确解题。