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4. (2025·济南二模)如图甲所示为一台电热水器，下表是该电热水器的铭牌，其高温挡的电功率已模糊不清。图乙为该电热水器的内部简化电路，$R_1$、$R_2$为电热丝，$S_1$、$S_2$为挡位开关，$S_2$只能在$a$、$b$之间切换。已知电源电压为220 V，电热丝$R_2$的阻值为44 Ω，$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$。
请通过计算回答：
(1)将20 kg的水从20 ℃加热到70 ℃的过程中，水吸收的热量是多少？
(2)当开关$S_1$闭合，$S_2$与触点$b$接通时，电热水器处于中温挡，通过$R_1$的电流是多少？
(3)写出电热水器在高温挡工作时，开关$S_1$、$S_2$的状态；并计算在该挡位工作100 s，电热丝$R_2$产生的热量是多少？
请通过计算回答：
(1)将20 kg的水从20 ℃加热到70 ℃的过程中，水吸收的热量是多少？
(2)当开关$S_1$闭合，$S_2$与触点$b$接通时，电热水器处于中温挡，通过$R_1$的电流是多少？
(3)写出电热水器在高温挡工作时，开关$S_1$、$S_2$的状态；并计算在该挡位工作100 s，电热丝$R_2$产生的热量是多少？
答案
解：(1)水吸收的热量：$Q_{吸}=c_{水}m\ (t_2-t_1)=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·\ °C)}×20\ \mathrm{kg}×(70\ °\mathrm{C}\ -20\ °\mathrm{C})=4.2×10^6\ \mathrm{J}$。
(2)由题图乙可知，当开关$\mathrm{S_1}$闭合，$\mathrm{S_2}$与触点$b$接通时，电热水器处于中温挡，此时只有$R_1$工作，由$P=UI$可知，此时通过$R_1$的电流：$I_1=\dfrac{P_{中}}{U}=\dfrac{1\ 100\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=5\ \mathrm{A}$。
(3)由题图乙可知，当开关$\mathrm{S_1}$闭合、$\mathrm{S_2}$与触点$a$接通时，$R_1$、$R_2$并联，此时电路中的总电阻最小，由$P=\dfrac{U^2}{R}$可知，电路中的总功率最大，电热水器处于高温挡，此时$R_2$两端的电压$U_2=U=220\ \mathrm{V}$，由$Q=\dfrac{U^2}{R}t$可知高温挡工作时电热丝$R_2$产生的热量：$Q_2=\dfrac{U_2^2}{R_2}t=\dfrac{(220\ \mathrm{V})^2}{44\ \Omega}×100\ \mathrm{s}=1.1×10^5\ \mathrm{J}$。
(2)由题图乙可知，当开关$\mathrm{S_1}$闭合，$\mathrm{S_2}$与触点$b$接通时，电热水器处于中温挡，此时只有$R_1$工作，由$P=UI$可知，此时通过$R_1$的电流：$I_1=\dfrac{P_{中}}{U}=\dfrac{1\ 100\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=5\ \mathrm{A}$。
(3)由题图乙可知，当开关$\mathrm{S_1}$闭合、$\mathrm{S_2}$与触点$a$接通时，$R_1$、$R_2$并联，此时电路中的总电阻最小，由$P=\dfrac{U^2}{R}$可知，电路中的总功率最大，电热水器处于高温挡，此时$R_2$两端的电压$U_2=U=220\ \mathrm{V}$，由$Q=\dfrac{U^2}{R}t$可知高温挡工作时电热丝$R_2$产生的热量：$Q_2=\dfrac{U_2^2}{R_2}t=\dfrac{(220\ \mathrm{V})^2}{44\ \Omega}×100\ \mathrm{s}=1.1×10^5\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】
本题是电热综合题，需分三步解答：
1. 第一问求水吸收的热量，直接运用吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m(t_2-t_1)$，代入对应数值计算即可；
2. 第二问求中温挡通过$R_1$的电流，需先明确中温挡的电路状态（只有$R_1$工作），再结合电功率公式$P=UI$变形求电流；
3. 第三问先判断高温挡的开关状态（并联时总功率最大），再根据电热公式$Q=\frac{U^2}{R}t$计算$R_2$产生的热量，需注意$R_2$两端电压等于电源电压。
【解析】
(1) 水吸收的热量：
$Q_{吸}=c_{水}m(t_2-t_1)=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×20\ \mathrm{kg}×(70\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃})=4.2×10^6\ \mathrm{J}$。
(2) 当开关$\mathrm{S_1}$闭合，$\mathrm{S_2}$与触点$b$接通时，只有$R_1$工作（中温挡），已知中温挡功率$P_{中}=1100\ \mathrm{W}$，由$P=UI$得通过$R_1$的电流：
$I_1=\frac{P_{中}}{U}=\frac{1100\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=5\ \mathrm{A}$。
(3) 高温挡时总功率最大，根据$P=\frac{U^2}{R}$，电压一定时电阻越小功率越大，故开关$\mathrm{S_1}$闭合、$\mathrm{S_2}$与触点$a$接通时，$R_1$、$R_2$并联（总电阻最小），为高温挡；此时$R_2$两端电压等于电源电压，工作100s产生的热量：
$Q_2=\frac{U^2}{R_2}t=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{44\ \Omega}×100\ \mathrm{s}=1.1×10^5\ \mathrm{J}$。
【答案】
(1) 水吸收的热量为$4.2×10^6\ \mathrm{J}$；
(2) 通过$R_1$的电流为$5\ \mathrm{A}$；
(3) 高温挡开关状态为$\mathrm{S_1}$闭合、$\mathrm{S_2}$接$a$，$R_2$产生的热量为$1.1×10^5\ \mathrm{J}$。
【知识点】
热量的计算、电功率的计算、电热的计算
【点评】
本题结合电热水器的挡位电路，考查电热综合计算，需准确分析不同挡位的电路连接方式，熟练运用相关公式，是中等难度的常规题型。
【难度系数】
0.6
本题是电热综合题，需分三步解答：
1. 第一问求水吸收的热量，直接运用吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m(t_2-t_1)$，代入对应数值计算即可；
2. 第二问求中温挡通过$R_1$的电流，需先明确中温挡的电路状态（只有$R_1$工作），再结合电功率公式$P=UI$变形求电流；
3. 第三问先判断高温挡的开关状态（并联时总功率最大），再根据电热公式$Q=\frac{U^2}{R}t$计算$R_2$产生的热量，需注意$R_2$两端电压等于电源电压。
【解析】
(1) 水吸收的热量：
$Q_{吸}=c_{水}m(t_2-t_1)=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×20\ \mathrm{kg}×(70\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃})=4.2×10^6\ \mathrm{J}$。
(2) 当开关$\mathrm{S_1}$闭合，$\mathrm{S_2}$与触点$b$接通时，只有$R_1$工作（中温挡），已知中温挡功率$P_{中}=1100\ \mathrm{W}$，由$P=UI$得通过$R_1$的电流：
$I_1=\frac{P_{中}}{U}=\frac{1100\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=5\ \mathrm{A}$。
(3) 高温挡时总功率最大，根据$P=\frac{U^2}{R}$，电压一定时电阻越小功率越大，故开关$\mathrm{S_1}$闭合、$\mathrm{S_2}$与触点$a$接通时，$R_1$、$R_2$并联（总电阻最小），为高温挡；此时$R_2$两端电压等于电源电压，工作100s产生的热量：
$Q_2=\frac{U^2}{R_2}t=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{44\ \Omega}×100\ \mathrm{s}=1.1×10^5\ \mathrm{J}$。
【答案】
(1) 水吸收的热量为$4.2×10^6\ \mathrm{J}$；
(2) 通过$R_1$的电流为$5\ \mathrm{A}$；
(3) 高温挡开关状态为$\mathrm{S_1}$闭合、$\mathrm{S_2}$接$a$，$R_2$产生的热量为$1.1×10^5\ \mathrm{J}$。
【知识点】
热量的计算、电功率的计算、电热的计算
【点评】
本题结合电热水器的挡位电路，考查电热综合计算，需准确分析不同挡位的电路连接方式，熟练运用相关公式，是中等难度的常规题型。
【难度系数】
0.6
5. 具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可通过旋钮开关实现功能切换。如图所示是该后视镜的加热原理图，其中电源电压为10 V，四根电热丝的电阻相同。防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大，开启防雾功能时加热功率为5 W。小明同学由此得到如下结论，其中正确的是（
①开关旋至“3”挡时，开启的是防雾功能
②开关旋至“2”挡时，电路电阻为10 Ω
③智能后视镜从防雾功能切换至除露功能，电路中总电流变化了1 A
④智能后视镜开启化霜功能时，通电1 min，电流产生1 200 J的热量
A.①③
B.②④
C.②③
D.③④
B
）①开关旋至“3”挡时，开启的是防雾功能
②开关旋至“2”挡时，电路电阻为10 Ω
③智能后视镜从防雾功能切换至除露功能，电路中总电流变化了1 A
④智能后视镜开启化霜功能时，通电1 min，电流产生1 200 J的热量
A.①③
B.②④
C.②③
D.③④
答案
5.B
解析
【分析】
本题需结合电功率公式，根据功率与总电阻的关系，分析各挡位的电路连接，计算对应电阻、电流、热量，逐一判断结论。已知防雾、除露、化霜功率依次增大，由$P=\frac{U^2}{R_总}$可知，功率越大，总电阻越小，先通过防雾功率算出防雾总电阻，再推导各挡位参数。
【解析】
已知电源电压$U=10\ \mathrm{V}$，防雾功率$P_{\mathrm{防雾}}=5\ \mathrm{W}$，根据$P=\frac{U^2}{R}$，得防雾时总电阻：
$R_{\mathrm{防雾}}=\frac{U^2}{P_{\mathrm{防雾}}}=\frac{(10\ \mathrm{V})^2}{5\ \mathrm{W}}=20\ \Omega$，防雾时电流$I_{\mathrm{防雾}}=\frac{P_{\mathrm{防雾}}}{U}=\frac{5\ \mathrm{W}}{10\ \mathrm{V}}=0.5\ \mathrm{A}$。
因功率依次增大，故总电阻：$R_{\mathrm{防雾}}＞R_{\mathrm{除露}}＞R_{\mathrm{化雾}}$，设每根电热丝电阻为$R$，防雾对应两根电阻串联，即$2R=20\ \Omega$，得$R=10\ \Omega$。
开关旋至“2”挡（除露）时，总电阻$R_{\mathrm{除露}}=10\ \Omega$，对应结论②正确；此时电流$I_2=\frac{U}{R_{\mathrm{除露}}}=\frac{10\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=1\ \mathrm{A}$，从防雾到除露电流变化$\Delta I=1\ \mathrm{A}-0.5\ \mathrm{A}=0.5\ \mathrm{A}$，故③错误。
开关旋至“3”挡（化霜）时，总电阻最小为$5\ \Omega$，功率$P_{\mathrm{化霜}}=\frac{U^2}{R_{\mathrm{化霜}}}=\frac{(10\ \mathrm{V})^2}{5\ \Omega}=20\ \mathrm{W}$，通电$1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$产生的热量$Q=W=P_{\mathrm{化霜}}t=20\ \mathrm{W}×60\ \mathrm{s}=1200\ \mathrm{J}$，故④正确；且“3”挡是化霜，不是防雾，①错误。
综上，②④正确，对应选项B。
【答案】
B
【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学计算，关键是明确功率与总电阻的关系，分析各挡位的电路连接，难度适中，需理清不同挡位的电阻连接方式。
【难度系数】
0.5
本题需结合电功率公式，根据功率与总电阻的关系，分析各挡位的电路连接，计算对应电阻、电流、热量，逐一判断结论。已知防雾、除露、化霜功率依次增大，由$P=\frac{U^2}{R_总}$可知，功率越大，总电阻越小，先通过防雾功率算出防雾总电阻，再推导各挡位参数。
【解析】
已知电源电压$U=10\ \mathrm{V}$，防雾功率$P_{\mathrm{防雾}}=5\ \mathrm{W}$，根据$P=\frac{U^2}{R}$，得防雾时总电阻：
$R_{\mathrm{防雾}}=\frac{U^2}{P_{\mathrm{防雾}}}=\frac{(10\ \mathrm{V})^2}{5\ \mathrm{W}}=20\ \Omega$，防雾时电流$I_{\mathrm{防雾}}=\frac{P_{\mathrm{防雾}}}{U}=\frac{5\ \mathrm{W}}{10\ \mathrm{V}}=0.5\ \mathrm{A}$。
因功率依次增大，故总电阻：$R_{\mathrm{防雾}}＞R_{\mathrm{除露}}＞R_{\mathrm{化雾}}$，设每根电热丝电阻为$R$，防雾对应两根电阻串联，即$2R=20\ \Omega$，得$R=10\ \Omega$。
开关旋至“2”挡（除露）时，总电阻$R_{\mathrm{除露}}=10\ \Omega$，对应结论②正确；此时电流$I_2=\frac{U}{R_{\mathrm{除露}}}=\frac{10\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=1\ \mathrm{A}$，从防雾到除露电流变化$\Delta I=1\ \mathrm{A}-0.5\ \mathrm{A}=0.5\ \mathrm{A}$，故③错误。
开关旋至“3”挡（化霜）时，总电阻最小为$5\ \Omega$，功率$P_{\mathrm{化霜}}=\frac{U^2}{R_{\mathrm{化霜}}}=\frac{(10\ \mathrm{V})^2}{5\ \Omega}=20\ \mathrm{W}$，通电$1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$产生的热量$Q=W=P_{\mathrm{化霜}}t=20\ \mathrm{W}×60\ \mathrm{s}=1200\ \mathrm{J}$，故④正确；且“3”挡是化霜，不是防雾，①错误。
综上，②④正确，对应选项B。
【答案】
B
【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学计算，关键是明确功率与总电阻的关系，分析各挡位的电路连接，难度适中，需理清不同挡位的电阻连接方式。
【难度系数】
0.5
6. (2025·重庆)小渝家有一台旧式两挡位电炖锅，高温挡额定功率为550 W，低温挡额定功率模糊不清，图甲是该电炖锅简化电路图，$R_1$和$R_2$是加热电阻丝，开关$S_2$只能接触a或b，不计温度对电阻的影响。
(1)高温挡正常工作时的电流是多少？
(2)小渝关闭家中其他用电器，读出电能表示数为2024.6 kW·h，电炖锅高温挡正常工作0.8 h、低温挡正常工作2.8 h，炖煮结束时电能表示数如图乙所示，则$R_1$的阻值是多少？
(3)为满足炖煮不同食材和防干烧的需求，现增加一个防干烧的温控开关$S_3$，利用原电路元件，导线足够，请你在图丙的方框内画一个至少有3个挡位且能防干烧的电路图。
(1)高温挡正常工作时的电流是多少？
(2)小渝关闭家中其他用电器，读出电能表示数为2024.6 kW·h，电炖锅高温挡正常工作0.8 h、低温挡正常工作2.8 h，炖煮结束时电能表示数如图乙所示，则$R_1$的阻值是多少？
(3)为满足炖煮不同食材和防干烧的需求，现增加一个防干烧的温控开关$S_3$，利用原电路元件，导线足够，请你在图丙的方框内画一个至少有3个挡位且能防干烧的电路图。
答案
解：(1)由$P=UI$可得高温挡正常工作时的电流：$I_{高温}=\dfrac{P_{高温}}{U}=\dfrac{550\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=2.5\ \mathrm{A}$。
(2)开关$\mathrm{S_2}$接$b$时，电路为$R_2$的简单电路，电路的总电阻较小，电源电压不变，根据$P=\dfrac{U^2}{R}$可知电炖锅总功率较大，此时电炖锅处于高温挡；开关$\mathrm{S_2}$接$a$时，两电阻串联，电路的总电阻较大，电源电压不变，根据$P=\dfrac{U^2}{R}$可知电炖锅总功率较小，此时电炖锅处于低温挡；根据$P=\dfrac{U^2}{R}$可知$R_2$的阻值：$R_2=\dfrac{U^2}{P_{高温}}=\dfrac{(220\ \mathrm{V})^2}{550\ \mathrm{W}}=88\ \Omega$，电炖锅消耗的总电能：$W=2\ 025.6\ \mathrm{kW· h}-2\ 024.6\ \mathrm{kW· h}=1\ \mathrm{kW· h}$，电炖锅高温挡正常工作$0.8\ \mathrm{h}$消耗的电能：$W_{高温}=P_{高温}t_1=550×10^{-3}\ \mathrm{kW}×0.8\ \mathrm{h}=0.44\ \mathrm{kW· h}$，低温挡正常工作$2.8\ \mathrm{h}$消耗的电能：$W_{低温}=W-W_{高温}=1\ \mathrm{kW· h}-0.44\ \mathrm{kW· h}=0.56\ \mathrm{kW· h}$，低温挡功率：$P_{低温}=\dfrac{W_{低温}}{t_2}=\dfrac{0.56\ \mathrm{kW· h}}{2.8\ \mathrm{h}}=0.2\ \mathrm{kW}=200\ \mathrm{W}$，根据$P=\dfrac{U^2}{R}$可知$R_1$、$R_2$串联时的总电阻：$R_{串}=\dfrac{U^2}{P_{低温}}=\dfrac{(220\ \mathrm{V})^2}{200\ \mathrm{W}}=242\ \Omega$，电阻$R_1$的阻值：$R_1=R_{串}-R_2=242\ \Omega-88\ \Omega=154\ \Omega$。
(3)根据串联电路的特点可知，防干烧的温控开关$\mathrm{S_3}$应串联在干路中，由于需要设计成三个挡位，可采取两个不同阻值的电阻分别连入或两个电阻并联三个状态，故电路图如下：
闭合$\mathrm{S_3}$，$\mathrm{S_2}$接$a$，$\mathrm{S_1}$闭合时，两电阻并联，总电阻最小，总功率最大，为高温挡；闭合$\mathrm{S_3}$，$\mathrm{S_2}$接$b$，$\mathrm{S_1}$闭合，只有电阻$R_1$接入电路，电路中电阻最大（$R_1＞R_2$），总功率最小，为低温挡；闭合$\mathrm{S_3}$，$\mathrm{S_2}$接$a$，$\mathrm{S_1}$断开时，只有电阻$R_2$接入电路，为中温挡。
解析
【分析】
本题分三小问，解题思路如下：
1. 第一问求高温挡电流，利用电功率公式$P=UI$，已知高温挡额定电压和功率，直接代入计算即可。
2. 第二问需先判断高温、低温挡的电路状态：电源电压不变时，电阻越小功率越大，因此$S_2$接$b$时仅$R_2$接入（电阻小）为高温挡，$S_2$接$a$时$R_1$与$R_2$串联（电阻大）为低温挡；先由高温挡功率算出$R_2$阻值，再通过电能表两次示数差算出总消耗电能，减去高温挡电能得到低温挡电能，进而算出低温挡功率，最后由低温挡功率算出串联总电阻，减去$R_2$阻值得到$R_1$阻值。
3. 第三问设计电路：防干烧需将温控开关$S_3$串联在干路（断开时电路断电）；要实现3个挡位，通过控制$S_1$、$S_2$的通断，让电路分别处于$R_1$单独接入、$R_2$单独接入、$R_1$与$R_2$并联接入三种状态，对应不同功率的挡位。
【解析】
(1) 高温挡正常工作时，由$P=UI$得电流：
$I_{高温}=\frac{P_{高温}}{U}=\frac{550\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=2.5\ \mathrm{A}$。
(2) $S_2$接$b$时为高温挡（仅$R_2$接入），$S_2$接$a$时为低温挡（$R_1$与$R_2$串联）。
由$P=\frac{U^2}{R}$得$R_2$阻值：
$R_2=\frac{U^2}{P_{高温}}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{550\ \mathrm{W}}=88\ \Omega$。
总消耗电能：$W=2025.6\ \mathrm{kW·h}-2024.6\ \mathrm{kW·h}=1\ \mathrm{kW·h}$。
高温挡消耗电能：$W_{高温}=P_{高温}t_1=0.55\ \mathrm{kW}×0.8\ \mathrm{h}=0.44\ \mathrm{kW·h}$。
低温挡消耗电能：$W_{低温}=W-W_{高温}=1\ \mathrm{kW·h}-0.44\ \mathrm{kW·h}=0.56\ \mathrm{kW·h}$。
低温挡功率：$P_{低温}=\frac{W_{低温}}{t_2}=\frac{0.56\ \mathrm{kW·h}}{2.8\ \mathrm{h}}=0.2\ \mathrm{kW}=200\ \mathrm{W}$。
低温挡总电阻：$R_{串}=\frac{U^2}{P_{低温}}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{200\ \mathrm{W}}=242\ \Omega$。
$R_1$阻值：$R_1=R_{串}-R_2=242\ \Omega-88\ \Omega=154\ \Omega$。
(3) 防干烧开关$S_3$串联在干路，3个挡位设计：
高温挡：闭合$S_3$，$S_2$接$a$，$S_1$闭合，$R_1$与$R_2$并联；
中温挡：闭合$S_3$，$S_2$接$a$，$S_1$断开，仅$R_2$接入；
低温挡：闭合$S_3$，$S_2$接$b$，$S_1$闭合，仅$R_1$接入。
电路图：
【答案】
(1) $2.5\ \mathrm{A}$；(2) $154\ \Omega$；(3) 电路图如所示。
【知识点】
电功率计算、电能表应用、电路设计
【点评】
本题结合生活电器考查电功率知识，需熟练运用公式分析电路，电路设计兼顾防干烧和多挡位需求，综合性较强，能有效考查学生的知识应用能力。
【难度系数】
0.6
本题分三小问，解题思路如下：
1. 第一问求高温挡电流，利用电功率公式$P=UI$，已知高温挡额定电压和功率，直接代入计算即可。
2. 第二问需先判断高温、低温挡的电路状态：电源电压不变时，电阻越小功率越大，因此$S_2$接$b$时仅$R_2$接入（电阻小）为高温挡，$S_2$接$a$时$R_1$与$R_2$串联（电阻大）为低温挡；先由高温挡功率算出$R_2$阻值，再通过电能表两次示数差算出总消耗电能，减去高温挡电能得到低温挡电能，进而算出低温挡功率，最后由低温挡功率算出串联总电阻，减去$R_2$阻值得到$R_1$阻值。
3. 第三问设计电路：防干烧需将温控开关$S_3$串联在干路（断开时电路断电）；要实现3个挡位，通过控制$S_1$、$S_2$的通断，让电路分别处于$R_1$单独接入、$R_2$单独接入、$R_1$与$R_2$并联接入三种状态，对应不同功率的挡位。
【解析】
(1) 高温挡正常工作时，由$P=UI$得电流：
$I_{高温}=\frac{P_{高温}}{U}=\frac{550\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=2.5\ \mathrm{A}$。
(2) $S_2$接$b$时为高温挡（仅$R_2$接入），$S_2$接$a$时为低温挡（$R_1$与$R_2$串联）。
由$P=\frac{U^2}{R}$得$R_2$阻值：
$R_2=\frac{U^2}{P_{高温}}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{550\ \mathrm{W}}=88\ \Omega$。
总消耗电能：$W=2025.6\ \mathrm{kW·h}-2024.6\ \mathrm{kW·h}=1\ \mathrm{kW·h}$。
高温挡消耗电能：$W_{高温}=P_{高温}t_1=0.55\ \mathrm{kW}×0.8\ \mathrm{h}=0.44\ \mathrm{kW·h}$。
低温挡消耗电能：$W_{低温}=W-W_{高温}=1\ \mathrm{kW·h}-0.44\ \mathrm{kW·h}=0.56\ \mathrm{kW·h}$。
低温挡功率：$P_{低温}=\frac{W_{低温}}{t_2}=\frac{0.56\ \mathrm{kW·h}}{2.8\ \mathrm{h}}=0.2\ \mathrm{kW}=200\ \mathrm{W}$。
低温挡总电阻：$R_{串}=\frac{U^2}{P_{低温}}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{200\ \mathrm{W}}=242\ \Omega$。
$R_1$阻值：$R_1=R_{串}-R_2=242\ \Omega-88\ \Omega=154\ \Omega$。
(3) 防干烧开关$S_3$串联在干路，3个挡位设计：
高温挡：闭合$S_3$，$S_2$接$a$，$S_1$闭合，$R_1$与$R_2$并联；
中温挡：闭合$S_3$，$S_2$接$a$，$S_1$断开，仅$R_2$接入；
低温挡：闭合$S_3$，$S_2$接$b$，$S_1$闭合，仅$R_1$接入。
电路图：
【答案】
(1) $2.5\ \mathrm{A}$；(2) $154\ \Omega$；(3) 电路图如
所示。【知识点】
电功率计算、电能表应用、电路设计
【点评】
本题结合生活电器考查电功率知识，需熟练运用公式分析电路，电路设计兼顾防干烧和多挡位需求，综合性较强，能有效考查学生的知识应用能力。
【难度系数】
0.6
