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1.[2024·乐山中考]如图甲所示的煎饼锅具有高温和低温两个挡位，如图乙是其内部简化电路图。当处于高温挡时，煎饼锅的加热功率为968 W，则$R_1=$
50
Ω；处于低温挡时，煎饼锅的工作电流为1 A，通电1 min产生的热量为13 200
J。答案
50；13200
解析
【分析】
首先分析电路：当S₁、S₂都闭合时，R₂被短路，仅R₁接入电路，电阻小、功率大，为高温挡；当S₁闭合、S₂断开时，R₁与R₂串联，总电阻大、功率小，为低温挡。解题时先利用高温挡的功率和电压，结合电功率公式求R₁；再利用低温挡的电流、电压和时间，结合纯电阻电路的电热公式求产生的热量。
【解析】
1. 计算R₁的阻值：
高温挡时只有R₁工作，根据电功率公式 $ P = \frac{U^2}{R} $，变形得 $ R_1 = \frac{U^2}{P_{\mathrm{高}}} $。
代入已知条件 $ U=220\ \mathrm{V} $，$ P_{\mathrm{高}}=968\ \mathrm{W} $，得：
$ R_1 = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{968\ \mathrm{W}} = \frac{48400}{968}\ \Omega = 50\ \Omega $。
2. 计算低温挡通电1 min产生的热量：
低温挡时电路为纯电阻电路，产生的热量等于电流做的功，即 $ Q = W = UIt $。
已知低温挡电流 $ I=1\ \mathrm{A} $，时间 $ t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s} $，代入得：
$ Q = 220\ \mathrm{V} × 1\ \mathrm{A} × 60\ \mathrm{s} = 13200\ \mathrm{J} $。
【答案】
50；13200
【知识点】
电功率计算、电热计算、电路分析
【点评】
本题结合实际应用考查电路分析与电学公式的应用，核心是明确高低温挡对应的电路连接方式，熟练运用相关公式即可求解，属于中等难度的电学基础题。
【难度系数】
0.4
首先分析电路：当S₁、S₂都闭合时，R₂被短路，仅R₁接入电路，电阻小、功率大，为高温挡；当S₁闭合、S₂断开时，R₁与R₂串联，总电阻大、功率小，为低温挡。解题时先利用高温挡的功率和电压，结合电功率公式求R₁；再利用低温挡的电流、电压和时间，结合纯电阻电路的电热公式求产生的热量。
【解析】
1. 计算R₁的阻值：
高温挡时只有R₁工作，根据电功率公式 $ P = \frac{U^2}{R} $，变形得 $ R_1 = \frac{U^2}{P_{\mathrm{高}}} $。
代入已知条件 $ U=220\ \mathrm{V} $，$ P_{\mathrm{高}}=968\ \mathrm{W} $，得：
$ R_1 = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{968\ \mathrm{W}} = \frac{48400}{968}\ \Omega = 50\ \Omega $。
2. 计算低温挡通电1 min产生的热量：
低温挡时电路为纯电阻电路，产生的热量等于电流做的功，即 $ Q = W = UIt $。
已知低温挡电流 $ I=1\ \mathrm{A} $，时间 $ t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s} $，代入得：
$ Q = 220\ \mathrm{V} × 1\ \mathrm{A} × 60\ \mathrm{s} = 13200\ \mathrm{J} $。
【答案】
50；13200
【知识点】
电功率计算、电热计算、电路分析
【点评】
本题结合实际应用考查电路分析与电学公式的应用，核心是明确高低温挡对应的电路连接方式，熟练运用相关公式即可求解，属于中等难度的电学基础题。
【难度系数】
0.4
2. 在冬季，很多汽车都配置了电加热座椅垫，通过观察和研究，小明了解到该座椅垫有“高温”“低温”“关”三个挡位，“高温”挡功率为36 W，“低温”挡功率为12 W，该座椅加热部分的电路简图如图所示，电源电压为24 V，S为挡位切换开关，$R_1$和$R_2$为电热丝。
(1)该座椅垫加热的原理是
(2)当座椅垫处于“关”挡时，电路处于
(3)当座椅垫处于“高温”挡加热时，电路中的电流是
(4)当座椅垫处于“低温”挡加热时，电热丝$R_1$工作10 min消耗了电能
(1)该座椅垫加热的原理是
电流的热效应
。(2)当座椅垫处于“关”挡时，电路处于
断路
（选填“短路”“断路”或“通路”）状态。(3)当座椅垫处于“高温”挡加热时，电路中的电流是
1.5
A。(4)当座椅垫处于“低温”挡加热时，电热丝$R_1$工作10 min消耗了电能
2 400
J。答案
(1)电流的热效应 (2)断路 (3)1.5 (4)2400
解析
【分析】
本题结合电加热座椅的实际电路，需运用电流的热效应、电路状态判断、电功率与电能的相关知识解题：
1. 电加热的本质是电流通过导体产生热量，对应原理为电流的热效应；
2. “关”挡时开关断开，电路无电流，属于断路状态；
3. 高温挡功率已知，利用电功率公式P=UI变形计算电流；
4. 低温挡为串联电路，先求电路电流，再结合电能公式计算R1消耗的电能。
【解析】
(1) 电加热座椅垫通过电流通过电热丝产生热量工作，原理是电流的热效应；
(2) “关”挡时开关S断开，电路无电流，处于断路状态；
(3) 高温挡功率P高=36W，电源电压U=24V，由P=UI得高温挡电流：I高=P高/U=36W/24V=1.5A；
(4) 低温挡功率P低=12W，此时R1与R2串联，电路电流I低=P低/U=12W/24V=0.5A。高温挡仅R1工作，由P=U²/R得R1=U²/P高=(24V)²/36W=16Ω。R1工作时间t=10min=600s，消耗电能：W=I低²R1t=(0.5A)²×16Ω×600s=2400J。
【答案】
(1)电流的热效应 (2)断路 (3)1.5 (4)2400
【知识点】
电流的热效应、电路状态判断、电功率与电能计算
【点评】
本题以生活中的电加热座椅为载体，考查基础电学知识，需正确分析不同挡位的电路结构，熟练运用相关公式，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题结合电加热座椅的实际电路，需运用电流的热效应、电路状态判断、电功率与电能的相关知识解题：
1. 电加热的本质是电流通过导体产生热量，对应原理为电流的热效应；
2. “关”挡时开关断开，电路无电流，属于断路状态；
3. 高温挡功率已知，利用电功率公式P=UI变形计算电流；
4. 低温挡为串联电路，先求电路电流，再结合电能公式计算R1消耗的电能。
【解析】
(1) 电加热座椅垫通过电流通过电热丝产生热量工作，原理是电流的热效应；
(2) “关”挡时开关S断开，电路无电流，处于断路状态；
(3) 高温挡功率P高=36W，电源电压U=24V，由P=UI得高温挡电流：I高=P高/U=36W/24V=1.5A；
(4) 低温挡功率P低=12W，此时R1与R2串联，电路电流I低=P低/U=12W/24V=0.5A。高温挡仅R1工作，由P=U²/R得R1=U²/P高=(24V)²/36W=16Ω。R1工作时间t=10min=600s，消耗电能：W=I低²R1t=(0.5A)²×16Ω×600s=2400J。
【答案】
(1)电流的热效应 (2)断路 (3)1.5 (4)2400
【知识点】
电流的热效应、电路状态判断、电功率与电能计算
【点评】
本题以生活中的电加热座椅为载体，考查基础电学知识，需正确分析不同挡位的电路结构，熟练运用相关公式，难度适中。
【难度系数】
0.5
3. 如图甲是办公室常见的便携式养生壶，正常工作电压为220 V，其底座的加热器有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图乙所示，已知$R_1$的电阻为220 Ω。当双触点开关S接触1和2时为保温挡，正常工作4 min电流产生的热量为
$5.28×10^4$
J；当调节到加热挡时，电阻$R_1$和$R_2$并
联接入电路。答案
$5.28×10^4$；并
解析
【分析】
要解决本题，需先明确不同挡位对应的电路结构：当开关S接触1和2时，仅R₁接入电路，为保温挡；当开关S接触2和3时，R₁与R₂两端均接220V电源，为加热挡。计算保温挡热量时，利用纯电阻电路的热量公式，结合对应物理量计算即可；加热挡的连接方式可根据电阻两端是否直接接电源判断。
【解析】
1. 计算保温挡的热量：
当S接触1和2时，电路为R₁的简单电路，已知电源电压U=220V，R₁=220Ω，保温时间t=4min=4×60s=240s。
纯电阻电路中，电流产生的热量等于消耗的电能，即Q=W=U²t/R₁，代入数据得：
Q=(220V)²×240s / 220Ω = (48400×240)/220 = 52800 J = 5.28×10⁴ J。
2. 判断加热挡的连接方式：
当开关S接触2和3时，R₁和R₂的两端都直接接在220V电源两端，因此两电阻并联接入电路。
【答案】
5.28×10⁴；并
【知识点】
电功与热量计算、并联电路判断
【点评】
本题结合养生壶的实际挡位，考查了纯电阻电路的热量计算和电路连接方式的判断，核心是明确不同挡位对应的电路结构，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需先明确不同挡位对应的电路结构：当开关S接触1和2时，仅R₁接入电路，为保温挡；当开关S接触2和3时，R₁与R₂两端均接220V电源，为加热挡。计算保温挡热量时，利用纯电阻电路的热量公式，结合对应物理量计算即可；加热挡的连接方式可根据电阻两端是否直接接电源判断。
【解析】
1. 计算保温挡的热量：
当S接触1和2时，电路为R₁的简单电路，已知电源电压U=220V，R₁=220Ω，保温时间t=4min=4×60s=240s。
纯电阻电路中，电流产生的热量等于消耗的电能，即Q=W=U²t/R₁，代入数据得：
Q=(220V)²×240s / 220Ω = (48400×240)/220 = 52800 J = 5.28×10⁴ J。
2. 判断加热挡的连接方式：
当开关S接触2和3时，R₁和R₂的两端都直接接在220V电源两端，因此两电阻并联接入电路。
【答案】
5.28×10⁴；并
【知识点】
电功与热量计算、并联电路判断
【点评】
本题结合养生壶的实际挡位，考查了纯电阻电路的热量计算和电路连接方式的判断，核心是明确不同挡位对应的电路结构，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
4. 如图是某品牌电热锅的简化电路，$R_1$、$R_2$均为发热电阻。电热锅工作时，通过开关$S_1$和$S_2$实现低温、中温和高温的挡位控制。已知低温挡电阻$R_1=110\ \Omega$，中温挡功率为880 W。求：
(1)电热锅低温挡工作时的电功率；
(2)电热锅中温挡工作时的电流；
(3)使用电热锅高温挡将质量为2 kg的水从20 $°$C加热到75 $°$C所用的时间。[不计热量损失，水的比热容$c=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·}°\mathrm{C)}$]
(1)电热锅低温挡工作时的电功率；
(2)电热锅中温挡工作时的电流；
(3)使用电热锅高温挡将质量为2 kg的水从20 $°$C加热到75 $°$C所用的时间。[不计热量损失，水的比热容$c=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·}°\mathrm{C)}$]
答案
(1)440 W (2)4 A (3)350 s
解析
【分析】
首先分析电路：当S₁闭合、S₂断开时，只有R₁接入电路，为低温挡；当S₂闭合、S₁断开时，只有R₂接入电路，为中温挡；当S₁、S₂都闭合时，R₁与R₂并联，总功率最大，为高温挡。解题时，先根据电功率公式计算低温挡功率，再利用中温挡功率求其电流，最后结合并联总功率和水吸热公式计算高温挡加热时间，需明确各挡位对应的电路连接，正确应用相关公式。
【解析】
(1) 低温挡时，电路为R₁的简单电路，电源电压U=220 V，根据电功率公式 $ P = \frac{U^2}{R} $，低温挡电功率：
$ P_{\mathrm{低}} = \frac{U^2}{R_1} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{110\ \Omega} = 440\ \mathrm{W} $。
(2) 中温挡时，电路为R₂的简单电路，已知中温挡功率 $ P_{\mathrm{中}} = 880\ \mathrm{W} $，根据 $ P = UI $，中温挡工作电流：
$ I_{\mathrm{中}} = \frac{P_{\mathrm{中}}}{U} = \frac{880\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}} = 4\ \mathrm{A} $。
(3) 高温挡时，R₁与R₂并联，总功率为两挡功率之和：
$ P_{\mathrm{高}} = P_{\mathrm{低}} + P_{\mathrm{中}} = 440\ \mathrm{W} + 880\ \mathrm{W} = 1320\ \mathrm{W} $。
水吸收的热量：
$ Q_{\mathrm{吸}} = cm\Delta t = 4.2 × 10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 2\ \mathrm{kg} × (75\ \mathrm{℃} - 20\ \mathrm{℃}) = 4.62 × 10^5\ \mathrm{J} $。
不计热量损失，电流做功 $ W = Q_{\mathrm{吸}} $，由 $ W = Pt $ 得加热时间：
$ t = \frac{W}{P_{\mathrm{高}}} = \frac{4.62 × 10^5\ \mathrm{J}}{1320\ \mathrm{W}} = 350\ \mathrm{s} $。
【答案】
(1) 440 W；(2) 4 A；(3) 350 s
【知识点】
电功率计算、并联电路特点、热量计算
【点评】
本题是电热挡位的典型综合题，需先分析开关状态对应的电路，再结合电功率、热量公式分步求解，考查电路分析与公式应用能力，属于中等难度的电热综合题。
【难度系数】
0.6
首先分析电路：当S₁闭合、S₂断开时，只有R₁接入电路，为低温挡；当S₂闭合、S₁断开时，只有R₂接入电路，为中温挡；当S₁、S₂都闭合时，R₁与R₂并联，总功率最大，为高温挡。解题时，先根据电功率公式计算低温挡功率，再利用中温挡功率求其电流，最后结合并联总功率和水吸热公式计算高温挡加热时间，需明确各挡位对应的电路连接，正确应用相关公式。
【解析】
(1) 低温挡时，电路为R₁的简单电路，电源电压U=220 V，根据电功率公式 $ P = \frac{U^2}{R} $，低温挡电功率：
$ P_{\mathrm{低}} = \frac{U^2}{R_1} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{110\ \Omega} = 440\ \mathrm{W} $。
(2) 中温挡时，电路为R₂的简单电路，已知中温挡功率 $ P_{\mathrm{中}} = 880\ \mathrm{W} $，根据 $ P = UI $，中温挡工作电流：
$ I_{\mathrm{中}} = \frac{P_{\mathrm{中}}}{U} = \frac{880\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}} = 4\ \mathrm{A} $。
(3) 高温挡时，R₁与R₂并联，总功率为两挡功率之和：
$ P_{\mathrm{高}} = P_{\mathrm{低}} + P_{\mathrm{中}} = 440\ \mathrm{W} + 880\ \mathrm{W} = 1320\ \mathrm{W} $。
水吸收的热量：
$ Q_{\mathrm{吸}} = cm\Delta t = 4.2 × 10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 2\ \mathrm{kg} × (75\ \mathrm{℃} - 20\ \mathrm{℃}) = 4.62 × 10^5\ \mathrm{J} $。
不计热量损失，电流做功 $ W = Q_{\mathrm{吸}} $，由 $ W = Pt $ 得加热时间：
$ t = \frac{W}{P_{\mathrm{高}}} = \frac{4.62 × 10^5\ \mathrm{J}}{1320\ \mathrm{W}} = 350\ \mathrm{s} $。
【答案】
(1) 440 W；(2) 4 A；(3) 350 s
【知识点】
电功率计算、并联电路特点、热量计算
【点评】
本题是电热挡位的典型综合题，需先分析开关状态对应的电路，再结合电功率、热量公式分步求解，考查电路分析与公式应用能力，属于中等难度的电热综合题。
【难度系数】
0.6
