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1. (2025吉林中考)在学校开展的“走进烹饪”的劳动实践活动中,小明探索到厨房里蕴含着丰富的物理知识.电热水壶是利用电流的
热
效应工作的.电热水壶具有加热与保温两种功能,其内部简化电路如图所示.开关$\mathrm{S}_1$闭合、$\mathrm{S}_2$闭合
时为加热挡.若电热水壶加热挡的额定功率为1 200 W,其正常工作3 min消耗的电能为$2.16×10^5$
J. 答案
1. 热 闭合 2.16×10^5 【解析】电热水壶是利用电流的热效应工作的;根据题图可知,当开关S₁、S₂均闭合时,等效电路如解图甲,当开关S₁闭合、S₂断开时,等效电路如解图乙. 由解图甲乙可知,解图甲中的总电阻小→总电流大→总功率大→高温挡;解图乙中的总电阻大→总电流小→总功率小→保温挡;根据$P=\frac{W}{t}$可知,加热挡正常工作3 min消耗的电能$W=Pt=1\ 200\ \mathrm{W}×3×60\ \mathrm{s}=2.16×10^5\ \mathrm{J}$.
第1题解图
解析
【分析】
要解决这道题，首先回忆电流热效应的应用；接着结合电功率公式，通过开关状态分析电路总电阻，判断加热挡对应的开关情况；最后利用电能公式计算消耗的电能。具体思路：1. 电热水壶将电能转化为内能，利用电流的热效应；2. 电源电压一定时，根据$P=\frac{U^2}{R}$，总电阻越小功率越大，为加热挡，据此判断开关$\mathrm{S}_2$的状态；3. 计算电能时，先将时间单位换算为秒，再代入公式$W=Pt$计算。
【解析】
1. 电热水壶工作时，将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的；
2. 分析电路：当$\mathrm{S}_1$闭合、$\mathrm{S}_2$闭合时，$R_1$被短路，电路只有$R_2$，总电阻小；电源电压$U=220\ \mathrm{V}$不变，根据$P=\frac{U^2}{R}$，总功率大，为加热挡；$\mathrm{S}_2$断开时，$R_1$与$R_2$串联，总电阻大，功率小，为保温挡；
3. 计算电能：加热挡功率$P=1200\ \mathrm{W}$，工作时间$t=3\ \mathrm{min}=180\ \mathrm{s}$，根据$W=Pt$，消耗电能$W=1200\ \mathrm{W} × 180\ \mathrm{s}=2.16×10^5\ \mathrm{J}$。
【答案】
热；闭合；$2.16×10^5$
【知识点】
电流的热效应；电功率与电阻的关系；电能的计算
【点评】
本题结合生活中的电热水壶，考查基础物理知识的应用，注重物理与生活的联系，题型常规，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，首先回忆电流热效应的应用；接着结合电功率公式，通过开关状态分析电路总电阻，判断加热挡对应的开关情况；最后利用电能公式计算消耗的电能。具体思路：1. 电热水壶将电能转化为内能，利用电流的热效应；2. 电源电压一定时，根据$P=\frac{U^2}{R}$，总电阻越小功率越大，为加热挡，据此判断开关$\mathrm{S}_2$的状态；3. 计算电能时，先将时间单位换算为秒，再代入公式$W=Pt$计算。
【解析】
1. 电热水壶工作时，将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的；
2. 分析电路：当$\mathrm{S}_1$闭合、$\mathrm{S}_2$闭合时，$R_1$被短路，电路只有$R_2$，总电阻小；电源电压$U=220\ \mathrm{V}$不变，根据$P=\frac{U^2}{R}$，总功率大，为加热挡；$\mathrm{S}_2$断开时，$R_1$与$R_2$串联，总电阻大，功率小，为保温挡；
3. 计算电能：加热挡功率$P=1200\ \mathrm{W}$，工作时间$t=3\ \mathrm{min}=180\ \mathrm{s}$，根据$W=Pt$，消耗电能$W=1200\ \mathrm{W} × 180\ \mathrm{s}=2.16×10^5\ \mathrm{J}$。
【答案】
热；闭合；$2.16×10^5$
【知识点】
电流的热效应；电功率与电阻的关系；电能的计算
【点评】
本题结合生活中的电热水壶，考查基础物理知识的应用，注重物理与生活的联系，题型常规，难度适中。
【难度系数】
0.6
(2025江苏苏州中考)如图是一款电水壶的电路简图，$R_1$、$R_2$均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换. 保温功率为88 W，电阻器的电阻$R_1$为44 Ω，加热时应将开关旋至
2
(选填“1”或“2”)位置，加热功率为1 100
W，电阻器的电阻$R_2$为506
Ω. 答案
变式 2 1 100 506 【解析】开关旋至2位置时,只有$R_1$接入电路,根据$P=\frac{U^2}{R}$可知,功率大,为加热挡,$P_\mathrm{热}=\frac{U^2}{R_1}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{44\ \Omega}=1\ 100\ \mathrm{W}$. 开关旋至1位置时,$R_1$与$R_2$串联,根据$P=\frac{U^2}{R}$可知,功率小,为保温挡,$P_\mathrm{温}=\frac{U^2}{R_1+R_2}$,即$88\ \mathrm{W}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{44\ \Omega+R_2}$,解得$R_2=506\ \Omega$.
解析
【分析】
要解决本题，需利用电功率公式 $ P = \frac{U^2}{R} $：电源电压（220V）一定时，电路总电阻越小，电功率越大，对应加热挡；总电阻越大，电功率越小，对应保温挡。先判断加热挡的开关位置，再分别计算加热功率和电阻 $ R_2 $。
【解析】
1. 判断加热挡的开关位置：
当开关旋至2位置时，只有电阻 $ R_1 $ 接入电路，总电阻较小；根据 $ P = \frac{U^2}{R} $，电压一定时，电阻越小功率越大，因此此时为加热挡，故加热时开关旋至2位置。
2. 计算加热功率：
已知电源电压 $ U = 220\ \mathrm{V} $，$ R_1 = 44\ \Omega $，代入电功率公式得：
$ P_{\mathrm{热}} = \frac{U^2}{R_1} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{44\ \Omega} = 1100\ \mathrm{W} $。
3. 计算电阻 $ R_2 $：
当开关旋至1位置时，$ R_1 $ 与 $ R_2 $ 串联，总电阻 $ R_{\mathrm{总}} = R_1 + R_2 $，此时为保温挡，功率 $ P_{\mathrm{温}} = 88\ \mathrm{W} $。
根据 $ P = \frac{U^2}{R} $，可得总电阻：
$ R_{\mathrm{总}} = \frac{U^2}{P_{\mathrm{温}}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{88\ \mathrm{W}} = 550\ \Omega $。
由串联电路电阻规律 $ R_{\mathrm{总}} = R_1 + R_2 $，得：
$ R_2 = R_{\mathrm{总}} - R_1 = 550\ \Omega - 44\ \Omega = 506\ \Omega $。
【答案】
2；1100；506
【知识点】
电功率公式应用、串联电阻规律
【点评】
本题是电热器挡位的典型问题，核心是利用“电压一定时，电功率与电阻成反比”判断加热/保温挡，结合电学公式和串联电阻规律计算，考查学生对电学知识的综合运用能力。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需利用电功率公式 $ P = \frac{U^2}{R} $：电源电压（220V）一定时，电路总电阻越小，电功率越大，对应加热挡；总电阻越大，电功率越小，对应保温挡。先判断加热挡的开关位置，再分别计算加热功率和电阻 $ R_2 $。
【解析】
1. 判断加热挡的开关位置：
当开关旋至2位置时，只有电阻 $ R_1 $ 接入电路，总电阻较小；根据 $ P = \frac{U^2}{R} $，电压一定时，电阻越小功率越大，因此此时为加热挡，故加热时开关旋至2位置。
2. 计算加热功率：
已知电源电压 $ U = 220\ \mathrm{V} $，$ R_1 = 44\ \Omega $，代入电功率公式得：
$ P_{\mathrm{热}} = \frac{U^2}{R_1} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{44\ \Omega} = 1100\ \mathrm{W} $。
3. 计算电阻 $ R_2 $：
当开关旋至1位置时，$ R_1 $ 与 $ R_2 $ 串联，总电阻 $ R_{\mathrm{总}} = R_1 + R_2 $，此时为保温挡，功率 $ P_{\mathrm{温}} = 88\ \mathrm{W} $。
根据 $ P = \frac{U^2}{R} $，可得总电阻：
$ R_{\mathrm{总}} = \frac{U^2}{P_{\mathrm{温}}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{88\ \mathrm{W}} = 550\ \Omega $。
由串联电路电阻规律 $ R_{\mathrm{总}} = R_1 + R_2 $，得：
$ R_2 = R_{\mathrm{总}} - R_1 = 550\ \Omega - 44\ \Omega = 506\ \Omega $。
【答案】
2；1100；506
【知识点】
电功率公式应用、串联电阻规律
【点评】
本题是电热器挡位的典型问题，核心是利用“电压一定时，电功率与电阻成反比”判断加热/保温挡，结合电学公式和串联电阻规律计算，考查学生对电学知识的综合运用能力。
【难度系数】
0.6
2. (2025山西太原二模改编)如图甲所示是一款两挡位手持挂烫机,高、低温挡功率分别为1 100 W和440 W.其简化电路如图乙所示,电阻器$R_1$、$R_2$为加热电阻.下列说法正确的是 (
A.只闭合$S_1$,电路处于高温挡
B.开关均闭合时,电路处于低温挡
C.加热电阻$R_1$的电阻为44 Ω
D.先闭合$S_1$再闭合$S_2$,干路电流增加3 A
D
)A.只闭合$S_1$,电路处于高温挡
B.开关均闭合时,电路处于低温挡
C.加热电阻$R_1$的电阻为44 Ω
D.先闭合$S_1$再闭合$S_2$,干路电流增加3 A
答案
2. D 【解析】由图乙可知,当只闭合开关S₁时,只有R₁工作,电路的总电阻最大,总功率最小,挂烫机处于低温挡,A错误;当开关S₁、S₂都闭合时,电阻器R₁、R₂并联,根据并联电路的特点可知,此时电路的总电阻最小,由$P=\frac{U^2}{R}$可知,电路的总功率最大,挂烫机处于高温挡,B错误;由$P=\frac{U^2}{R}$可知,加热电阻$R_1$的电阻$R_1=\frac{U^2}{P_\mathrm{低}}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{440\ \mathrm{W}}=110\ \Omega$,C错误;先闭合S₁再闭合S₂,增加的电功率$P_2=1\ 100\ \mathrm{W}-440\ \mathrm{W}=660\ \mathrm{W}$,则干路电流的增加量$\Delta I=\frac{P_2}{U}=\frac{660\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=3\ \mathrm{A}$,D正确.故选D.
解析
【分析】
要解决这道题，需先分析不同开关状态下的电路连接方式，再结合电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$判断挡位，最后通过并联电路的特点计算相关物理量，逐一分析各选项：
1. 明确开关状态对应的电路：只闭合$S_1$时，只有$R_1$工作；两开关都闭合时，$R_1$与$R_2$并联。
2. 根据$P=\frac{U^2}{R}$，电源电压$U=220V$不变，电阻越大，功率越小，对应低温挡；电阻越小，功率越大，对应高温挡。
3. 分别计算各选项中的电阻、电流等物理量，判断对错。
【解析】
选项A：只闭合$S_1$时，只有$R_1$接入电路，总电阻最大，由$P=\frac{U^2}{R}$知总功率最小，挂烫机处于低温挡，A错误。
选项B：开关均闭合时，$R_1$与$R_2$并联，总电阻最小，总功率最大，挂烫机处于高温挡，B错误。
选项C：低温挡功率$P_低=440W$，由$P=\frac{U^2}{R}$得$R_1=\frac{U^2}{P_低}=\frac{(220V)^2}{440W}=110Ω$，C错误。
选项D：先闭合$S_1$（低温挡，功率440W），再闭合$S_2$，增加的功率为$R_2$的功率：$P_2=P_高-P_低=1100W-440W=660W$，干路电流增加量$\Delta I=\frac{P_2}{U}=\frac{660W}{220V}=3A$，D正确。
【答案】
D
【知识点】
电功率计算、并联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题结合实际挂烫机的挡位问题，考查了电功率公式在电路分析中的应用，关键是正确判断不同开关状态下的电路连接，利用并联电路的功率、电流规律进行计算，是一道基础的电学应用题。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需先分析不同开关状态下的电路连接方式，再结合电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$判断挡位，最后通过并联电路的特点计算相关物理量，逐一分析各选项：
1. 明确开关状态对应的电路：只闭合$S_1$时，只有$R_1$工作；两开关都闭合时，$R_1$与$R_2$并联。
2. 根据$P=\frac{U^2}{R}$，电源电压$U=220V$不变，电阻越大，功率越小，对应低温挡；电阻越小，功率越大，对应高温挡。
3. 分别计算各选项中的电阻、电流等物理量，判断对错。
【解析】
选项A：只闭合$S_1$时，只有$R_1$接入电路，总电阻最大，由$P=\frac{U^2}{R}$知总功率最小，挂烫机处于低温挡，A错误。
选项B：开关均闭合时，$R_1$与$R_2$并联，总电阻最小，总功率最大，挂烫机处于高温挡，B错误。
选项C：低温挡功率$P_低=440W$，由$P=\frac{U^2}{R}$得$R_1=\frac{U^2}{P_低}=\frac{(220V)^2}{440W}=110Ω$，C错误。
选项D：先闭合$S_1$（低温挡，功率440W），再闭合$S_2$，增加的功率为$R_2$的功率：$P_2=P_高-P_低=1100W-440W=660W$，干路电流增加量$\Delta I=\frac{P_2}{U}=\frac{660W}{220V}=3A$，D正确。
【答案】
D
【知识点】
电功率计算、并联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题结合实际挂烫机的挡位问题，考查了电功率公式在电路分析中的应用，关键是正确判断不同开关状态下的电路连接，利用并联电路的功率、电流规律进行计算，是一道基础的电学应用题。
【难度系数】
0.6
(2025 贵州铜仁二中二模改编)如图所示为一台家用电器的简化电路图,电阻器$R_1$和$R_2$均为电热丝且电阻恒定,电源电压不变,电器具有加热和保温两个挡位.当开关$S_1$和$S_2$都闭合时,电路处于
变式1题图
加热
挡,电路总功率为$P_1$;只闭合$S_1$时,电路处于保温
挡,电路的总功率为$P_2$,此时$R_1$两端的电压为$U_1$,$R_2$两端的电压为$U_2$.已知$P_1:P_2=5:2$,则$U_1:U_2=$2:3
.变式1题图
答案
变式1 加热 保温 2:3 【解析】当S₁和S₂都闭合时,电路为R₁的简单电路,电路处于加热挡,则电路总功率$P_1=\frac{U^2}{R_1}$;只闭合S₁时,两电阻串联,电路处于保温挡,则电路的总功率$P_2=\frac{U^2}{R_1+R_2}$,因$P_1:P_2=5:2$,即$\frac{\frac{U^2}{R_1}}{\frac{U^2}{R_1+R_2}}=\frac{5}{2}$,解得:$\frac{R_1}{R_2}=\frac{2}{3}$,根据串联分压原理可知,$\frac{U_1}{U_2}=\frac{R_1}{R_2}=\frac{2}{3}$.
解析
【分析】首先分析不同开关状态下的电路结构：当S₁、S₂都闭合时，R₂被短路，电路为R₁的简单电路，总电阻较小；只闭合S₁时，R₁与R₂串联，总电阻较大。电源电压不变，根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$，电阻越小功率越大，因此功率大的为加热挡，功率小的为保温挡。接下来利用功率比求出R₁与R₂的电阻比，再根据串联电路“电压与电阻成正比”的分压规律，即可求出R₁、R₂两端的电压比。
【解析】
1. 判断挡位：
当S₁和S₂都闭合时，R₂被短路，电路为R₁的简单电路，总电阻$R_{总1}=R_1$，此时功率$P_1=\frac{U^2}{R_1}$，功率较大，为加热挡；
只闭合S₁时，R₁与R₂串联，总电阻$R_{总2}=R_1+R_2$，此时功率$P_2=\frac{U^2}{R_1+R_2}$，功率较小，为保温挡。
2. 求电阻比：
已知$P_1:P_2=5:2$，代入功率公式得：
$\frac{P_1}{P_2}=\frac{\frac{U^2}{R_1}}{\frac{U^2}{R_1+R_2}}=\frac{R_1+R_2}{R_1}=\frac{5}{2}$
化简得：$1+\frac{R_2}{R_1}=\frac{5}{2}$，解得$\frac{R_1}{R_2}=\frac{2}{3}$。
3. 求电压比：
串联电路中电流处处相等，根据$U=IR$，电压与电阻成正比，因此$\frac{U_1}{U_2}=\frac{R_1}{R_2}=\frac{2}{3}$。
【答案】加热；保温；2:3
【知识点】电功率计算、串联分压规律、欧姆定律
【点评】本题是电热挡位的典型电路题，核心是正确分析开关状态对应的电路连接，结合电功率公式和串联分压规律解题，考查学生的电路分析与公式应用能力，属于中等难度的基础应用题。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 判断挡位：
当S₁和S₂都闭合时，R₂被短路，电路为R₁的简单电路，总电阻$R_{总1}=R_1$，此时功率$P_1=\frac{U^2}{R_1}$，功率较大，为加热挡；
只闭合S₁时，R₁与R₂串联，总电阻$R_{总2}=R_1+R_2$，此时功率$P_2=\frac{U^2}{R_1+R_2}$，功率较小，为保温挡。
2. 求电阻比：
已知$P_1:P_2=5:2$，代入功率公式得：
$\frac{P_1}{P_2}=\frac{\frac{U^2}{R_1}}{\frac{U^2}{R_1+R_2}}=\frac{R_1+R_2}{R_1}=\frac{5}{2}$
化简得：$1+\frac{R_2}{R_1}=\frac{5}{2}$，解得$\frac{R_1}{R_2}=\frac{2}{3}$。
3. 求电压比：
串联电路中电流处处相等，根据$U=IR$，电压与电阻成正比，因此$\frac{U_1}{U_2}=\frac{R_1}{R_2}=\frac{2}{3}$。
【答案】加热；保温；2:3
【知识点】电功率计算、串联分压规律、欧姆定律
【点评】本题是电热挡位的典型电路题，核心是正确分析开关状态对应的电路连接，结合电功率公式和串联分压规律解题，考查学生的电路分析与公式应用能力，属于中等难度的基础应用题。
【难度系数】0.5
(2025河北石家庄四十中阶段练)如图所示是三挡多功能热菜板的原理图.通过开关$S_1$和$S_2$的不同接法组合,可实现高温、中温、低温三挡加热功能,电阻器$R_1$、$R_2$均为电热丝,已知中温挡的功率为220 W.则$S_1$闭合、$S_2$接$a$时,热菜板处于
变式2题图
高温
挡;中温挡加热时电路中的电流为1
A.变式2题图
答案
变式2 高温 1 【解析】当S₁闭合,S₂接a时,电阻器R₁、R₂并联;当S₁断开,S₂接b时,电阻器R₁、R₂串联;当S₁闭合,S₂接b时,电路为R₁的简单电路;因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻,串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻,所以由$P=UI=\frac{U^2}{R}$可知,电阻器R₁、R₂并联时,电路中的总电阻最小,电功率最大,热菜板处于高温挡;S₁闭合,S₂接b时,电路为电阻器R₁的简单电路,热菜板处于中温挡,由$P=UI$可知,此时电路中的电流$I_\mathrm{中温}=\frac{P_\mathrm{中温}}{U}=\frac{220\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=1\ \mathrm{A}$.
解析
【分析】要判断热菜板的挡位，需先分析开关不同接法时的电路连接方式，再根据电功率公式$ P=\frac{U^2}{R} $（电源电压$ U=220V $不变），电阻越小，电功率越大，挡位越高；计算中温挡电流需利用$ P=UI $的变形公式$ I=\frac{P}{U} $求解。
【解析】1. 分析开关状态对应的电路：
当$ S_1 $闭合、$ S_2 $接$ a $时，$ R_1 $与$ R_2 $并联，电路总电阻最小，由$ P=\frac{U^2}{R} $可知，总功率最大，为高温挡；
当$ S_1 $闭合、$ S_2 $接$ b $时，只有$ R_1 $接入电路，为中温挡；
当$ S_1 $断开、$ S_2 $接$ b $时，$ R_1 $与$ R_2 $串联，总电阻最大，总功率最小，为低温挡。
2. 计算中温挡电流：已知中温挡功率$ P_{中温}=220W $，电源电压$ U=220V $，由$ P=UI $得，电流$ I=\frac{P_{中温}}{U}=\frac{220W}{220V}=1A $。
【答案】高温；1
【知识点】电功率计算、电路连接分析
【点评】本题结合实际应用考查电路分析与电功率计算，核心是明确不同开关状态下的电路结构，利用电功率与电阻的关系判断挡位，难度中等。
【难度系数】0.5
【解析】1. 分析开关状态对应的电路：
当$ S_1 $闭合、$ S_2 $接$ a $时，$ R_1 $与$ R_2 $并联，电路总电阻最小，由$ P=\frac{U^2}{R} $可知，总功率最大，为高温挡；
当$ S_1 $闭合、$ S_2 $接$ b $时，只有$ R_1 $接入电路，为中温挡；
当$ S_1 $断开、$ S_2 $接$ b $时，$ R_1 $与$ R_2 $串联，总电阻最大，总功率最小，为低温挡。
2. 计算中温挡电流：已知中温挡功率$ P_{中温}=220W $，电源电压$ U=220V $，由$ P=UI $得，电流$ I=\frac{P_{中温}}{U}=\frac{220W}{220V}=1A $。
【答案】高温；1
【知识点】电功率计算、电路连接分析
【点评】本题结合实际应用考查电路分析与电功率计算，核心是明确不同开关状态下的电路结构，利用电功率与电阻的关系判断挡位，难度中等。
【难度系数】0.5
