2025年中考物理复习难题速递之电路多挡问题 练习

这是一份2025年中考物理复习难题速递之电路多挡问题 练习，共41页。

A．乙、甲、丙、丁B．乙、甲、丁、丙
C．丙、丁、甲、乙D．丙、丁、乙、甲
2．（2024•溧阳市一模）如图甲所示为一款养生壶的简化电路图，S是温控开关，R1、R2是两个阻值不变的加热电阻。养生壶的高挡位额定功率为P1＝550W、低挡位额定功率为P2＝220W。养生壶正常工作时，分别用高挡位和低挡位给质量为2kg的水加热，水温随时间变化的图象如图乙所示，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），则（ ）
A．S断开时，养生壶处于高挡位工作
B．加热电阻R2的阻值为220Ω
C．用高挡位将水加热6min，水吸收的热量为1.98×105J
D．用低挡位给水加热时的加热效率约为63.6%
3．（2024•东港区校级二模）小明设计了具有高、中、低温二挡的加热装置，其电路如图所示。电源电压为220V，高、低温两挡位功率之比是4：1，当开关S1断开，S接2时，电路发热功率为220W，下列说法正确的是（ ）
A．R1的阻值为110Ω
B．高温挡时，发热功率为440W
C．整个电路最大电流是4A
D．低温挡时电流是1A
4．（2024•陕西模拟）动物的养殖温度一般与其生长阶段有关，为了营造不同的环境温度，小明设计了一个多挡位加热器，如图所示为电路图，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻，对电路的分析正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，发热功率最大
B．该加热器有四个加热挡位
C．a端应连接火线
D．同时闭合开关S1和S2时，流过R1的电流大于流过R2的电流
二．多选题（共2小题）
（多选）5．（2023秋•东港区校级月考）用“20Vㅤ20Wㅤ1Ω”电动机和“2Aㅤ40W”电热丝这两种规格元件做个电热吹风机，要求：一是先吹冷风后吹热风，只发热不吹风会烧坏电热丝；二是增一个温风挡，则加装一个电热丝。下列说法正确的是（ ）
A．电动机和电热丝应当串联，调温开关与电热丝并联
B．电动机和电热丝应当并联，调温开关与电热丝串联
C．两电热丝串联时，温风挡应使一个电热丝短路开关断开
D．两电热丝并联时，温风挡应使一个电热丝支路开关断开
（多选）6．（2023秋•梁园区校级月考）某型号电饭锅具有保温与加热两种功能，其简化电路如图所示，R1、R2均为电热丝。下列说法正确的是（ ）
A．S1、S2闭合时，电饭锅处于加热状态
B．S1、S2闭合时，电饭锅处于保温状态
C．S1闭合、S2断开时，电饭锅处于保温状态
D．S1断开、S2闭合时，电饭锅处于保温状态
三．填空题（共9小题）
7．（2024•达州模拟）小亮通过观察和研究他家汽车上的电加热座椅垫（原理如图所示），发现该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，S为挡位切换开关，R1和R2为电热丝，电源电压为24V，R1＝16Ω，R2＝8Ω，若开关切换到3时，电路处于 档；电加热座椅垫在高温挡工作1min产生的热量 J。
8．（2024•市中区校级二模）某款电饭锅有加热和保温两个挡，加热挡的功率为1000W，如图是其简化的电路图，已知R1＝4R2，电饭锅的旋钮开关处于图示位置时是 挡，电饭锅在保温挡工作1min产生的热量是 J。
9．（2024•镜湖区校级三模）图甲是办公室常见的便携式养生壶，正常工作电压为220V，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，已知R1的电阻为220Ω。当双触点开关S接触1和2时为保温挡，正常工作1分钟电流产生的热量为 J；当调节到加热挡时，电阻R1和R2 联接入电路。
10．（2024•汉源县校级模拟）某电饭锅有两挡不同功率，铭牌上附有电路图，Rl、R2为两根电热丝。如图所示，并标出高挡功率是1kW，低挡功率标出的数值已模糊不清。现闭合S1，断开S2，可测得R1上的功率为240W，则电饭锅的低挡功率的值可能是 W或 W。
11．（2024•柳东新区校级模拟）如图所示为小明家使用的一款火锅工作电路的原理图。它有高温、中温、低温挡三个加热挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。当旋钮开关置于 接线柱时，火锅处于高温挡；当旋钮开关置于“1和2”接线柱时，火锅处于 挡。
12．（2023秋•邵阳月考）据史册《汉志》记载，湖南的产茶史可追溯到两千多年前的西汉初期，是我国人工栽培茶树最早的省份之一。如图甲所示是一款煮茶器，有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路图如图乙所示，R1和R2均为发热电阻。请你分析，该煮茶器的工作原理是利用了电流的 效应，当该煮茶器处于“加热”挡位时，开关S2处于 状态。
13．（2024•崇川区校级三模）小洲家买了一个三挡位的家用电烤炉，电烤炉加热板部分的简化电路如图甲所示，R1、R2为加热电阻，可通过旋转开关实现高、中、低挡位切换。当开关旋到 时，烤炉处于高温挡；已知电阻R1＝80Ω，高温挡的功率为1210W，则中温挡的功率为 W，R2＝ Ω；正常工作时用高温挡烤熟一份鸡翅需要10min，若在用电高峰期，家庭电路的实际电压为200V，用同一挡位烤熟同样的鸡翅需要 min。
14．（2024•新北区校级一模）图甲为小明同学家的电中药壶，有高温和低温两个挡位，工作电路简化为图乙所示，其中S′为挡位开关，R1、R2为定值电阻，A、B为阻值忽略不计的指示灯。已知电中药壶额定电压为220V，高温挡功率为1210W，低温挡功率为100W。
（1）高温挡工作时是 灯亮（选填“A”或“B”）。
（2）R2的阻值是 。
（3）若电中药壶内装有0.5L的水用来熬中药，现用高温挡使水从20℃升高到100℃，加热效率为80%，则需要加热 s[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
15．（2024•杜集区校级二模）已知某三挡位加热器的额定电压为220V，其中有两个发热电阻R1＝22Ω和R2＝110Ω，发热器的低温挡和中温挡功率分别为440W和2200W，则高温挡的功率为 W。
四．解答题（共2小题）
16．（2024•固始县校级二模）中国茶文化源远流长，如图甲所示是一款煮茶器，有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，煮茶器部分参数如下表。
（1）煮茶器是利用电流的 效应工作的。
（2）求发热电阻R1和R2的阻值。
（3）现要将煮茶器内1.5kg初温为20℃的水，在标准大气压下加热至沸腾，已知煮茶器的加热效率为80%，求加热的时间[（kg•℃]
（4）建议不要将煮茶器和其他大功率用电器同时使用，否则会存在安全隐患，请你根据所学的物理知识，解释同时使用多个大功率用电器会存在什么安全隐患。
17．（2023秋•永城市期末）某电加热壶铭牌上写有“额定电压：220V；额定功率：加热挡1100W；保温挡440W；容积：4.9L”。其内部电路简化示意图如图：
（1）S1接在a处是 （选填“加热”或“保温”）挡。
（2）R1电阻阻值为 ，R2电阻阻值为 。
（3）要想把满壶的初始温度为20℃的水加热至沸腾（标准大气压下），需要多少分钟？（不计热量损失）
五．计算题（共8小题）
18．（2024•确山县二模）气温骤降，小明为爷爷购买了一款具有“加热”和“保温”两挡功能的养生壶，其内部简化电路如图所示，两段加热电阻丝的阻值分别为R1＝55Ω、R2＝121Ω。求：
（1）该养生壶处于保温挡时，流过R1的电流；
（2）该养生壶的加热功率；
（3）某次使用时，小明在养生壶内装入1kg的水，并将其调至加热挡。观察温度显示窗，发现在5min内壶内水的温度从25℃升高到69℃。则此过程中，养生壶的加热效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
19．（2024•湖北模拟）张老师家里买了个小型电火锅，如图甲所示。该电火锅有高、中、低三挡加热功能。图乙是它的电路原理图，R1、R2、R3均为发热电阻丝，已知R1的阻值为396Ω，电源电压为220V，c水＝4.2×103J/（kg•℃），不计温度对电阻的影响，电火锅的部分参数如表所示。
（1）R3的阻值是多少？
（2）R2的阻值和电火锅在低温挡工作时的功率是多少？
（3）张老师某次使用电火锅高温挡将1.1kg水从20℃加热到80℃，用时5min，该电火锅的加热效率是多少？
20．（2023秋•陇西县期末）如图是家用电吹风的工作原理简图。电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风。已知此电吹风的热风挡额定功率为1100W，通过电动机的电流为1A。某段时间电吹风在热风挡正常工作，求：
（1）电路的总电流。
（2）电热丝的电阻。
（3）电动机线圈的电阻为2Ω，通电100s产生的热量。
21．（2024•连州市校级三模）如图甲为某电热毯简化电路原理图，其额定电压为220V，R1为发热电阻丝，R2位于电热毯的外部。该电热毯通过智能系统能够实现加热、保温挡自动切换。图乙为电热毯在正常工作20min内电流随时间变化的图象。求：
（1）加热挡的功率是多少？
（2）电阻R2的阻值是多少？
（3）电热毯保温挡正常工作10min，电热毯吸收的热量是多少？（不计热量损失）
22．（2024•雁塔区校级模拟）恒温箱广泛应用于医疗、科研、化工等行业部门，图示为某恒温箱的工作原理图。S为电源开关，通过控制温控开关可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。电源电压U＝220V，R1，R2是电热丝，R1＝440Ω，“加热”时恒温箱的电功率P加热＝550W。将恒温箱两气孔封闭，闭合开关S，S1置于“加热”挡位，箱内温度从20℃升至设定的恒温温度，用时130s，该段时间内的加热效率η＝80%，恒温箱的容积V＝2m3，箱内空气密度（ρ＝1.3kg/m3，箱内空气的比热容c＝1.0×103J/（kg•℃）。求：
（1）电热丝R2的阻值；
（2）恒温箱的恒温温度。
23．（2024•市中区校级模拟）随着科技创新教育在全市广泛开展，我校已配置了如图甲所示的3D打印笔。3D打印笔通过加热，挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后凝固成稳定的形状。此打印笔有快、慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，将该3D打印笔单独接入装有如图丙所示电能表的家庭电路中正常工作。快挡打印2min，电能表指示灯闪烁8次，刚好将15g的塑胶从20℃加热到260℃。已知该3D打印笔慢挡打印功率为22W，R1、R2是用于发热的定值电阻，塑胶的比热容为2×103J/（kg•℃）且保持不变。问：
（1）3D灯印笔快挡的电功率有多大？
（2）3D打印笔快挡打印时的热效率有多大？
（3）R1的阻值有多大？
24．（2024•佳木斯模拟）如图甲是巴氏低温消毒柜，它有加热和保温功能，其内部简化电路如图乙所示。R1、R2均为电热丝，加热功率为1100W，保温功率为220W。将旋钮开关转动到加热挡对酸奶加热，当温度升高到65℃时旋钮开关自动调到保温状态，使酸奶的温度维持在60℃～65℃之间。求：
（1）R1、R2的阻值是多少？
（2）消毒柜将0.22kg的15℃的酸奶加热到65℃需要吸收多少热量？
（3）若不计热量损失，把酸奶从15℃加热到65℃需要多长时间？[取c酸奶＝4×103J/（kg•℃）]
25．（2024•诸城市模拟）某款家用蒸汽挂烫机（如图所示）的工作电路原理如图所示，R1、R2均为发热电阻，其中旋转开关可实现低温挡、高温挡的转换，且高温挡时的额定功率为1100W，低温挡时的额定功率为440W，使用时，水箱中部分水通过进水阀门进入电热杯加热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽软管从蒸汽喷头喷出，从而熨烫衣服。
（1）挂烫机正常工作时，电路中最小电流是多少？
（2）发热电阻R1的阻值是多少？
（3）将电热杯内0.4kg、20℃的水加热到100℃需要的最短时间是多少？（不计热量损失，结果保留整数）
六．综合能力题（共1小题）
26．（2024•吉安模拟）为了减少环境污染，共建绿水青山的美好生态，部分区域实现以电代煤、以气代煤。图甲是小明家的电饭锅电路原理图，该电饭锅有高温和保温两挡，由开关S进行调节。已知R0与R为电热丝，现将电饭锅接在220V的电源上，使用高温挡工作时，电饭锅功率为1000W；使用保温挡工作时，电饭锅功率为440W。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]根据相关知识，回答下列问题：
（1）饭煮熟后，开关S将 （选填“闭合”或“断开”）。
（2）电热丝R的阻值为多少？
（3）用此电饭锅高温挡将质量为1kg、温度为25℃的水加热，使锅中水温升高60℃，需用时5min，求此加热过程中电饭锅的加热效率。
参考答案与试题解析
一．选择题（共4小题）
1．（2024•莱西市一模）如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1＝R3，R2＝R4，2R2＝3R1，若同时通电，不考虑热量散失，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（ ）
A．乙、甲、丙、丁B．乙、甲、丁、丙
C．丙、丁、甲、乙D．丙、丁、乙、甲
【分析】水吸收热量、温度升高，吸收的热量越多，温度升高的越高。所以判断哪个容器中的水温高其实就是判断哪个容器中的水吸收的热量多，而水吸收的热量来自于电阻丝产生的。所以本题要依据焦耳定律来求解。从图上看，甲、乙串联在一个电路中，乙、丙并联在一个电路中，所以需要我们分开来讨论。
【解答】解：左图中，R1与R2串联，根据串联电路特点和焦耳定律Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间相同的情况下，电阻大的产生的热量多。因为2R2＝3R1，R2＝1.5R1，所以Q2＞Q1；
右图中，R3与R4并联，根据并联电路特点和焦耳定律公式的变形式Q＝t可知，在电压和通电时间相同的情况下，电阻小的产生的热量多。因为R1＝R3，R2＝R4，2R2＝3R1，R3＜R4，所以Q3＞Q4；
因为R2＝R4，根据串联分压，R2的电压小于电源电压，并联时，R4的电压等于电源电压，
电阻相同，电压大的电流大，故I2＜I4，根据Q＝I2Rt知，Q2＜Q4；
这样我们得出了这四个电阻产生的热量关系是：Q3＞Q4＞Q2＞Q1；
经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是丙、丁、乙、甲。
故选D。
【点评】本题考查串并联电路的特点和欧姆定律与焦耳定律的应用，属于中档题。
2．（2024•溧阳市一模）如图甲所示为一款养生壶的简化电路图，S是温控开关，R1、R2是两个阻值不变的加热电阻。养生壶的高挡位额定功率为P1＝550W、低挡位额定功率为P2＝220W。养生壶正常工作时，分别用高挡位和低挡位给质量为2kg的水加热，水温随时间变化的图象如图乙所示，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），则（ ）
A．S断开时，养生壶处于高挡位工作
B．加热电阻R2的阻值为220Ω
C．用高挡位将水加热6min，水吸收的热量为1.98×105J
D．用低挡位给水加热时的加热效率约为63.6%
【分析】（1）由图甲可知，开关S断开时，R1、R2串联，开关S闭合时，只有R1工作，根据串联电路的特点和P＝可知养生壶高挡和低挡的电路连接；
（2）根据高挡功率和P＝可求出R1的阻值；根据抵挡功率和P＝可求出R1、R2的串联总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R2的阻值；
（3）由图乙可知，用高挡位将水加热6min，水升高的温度，根据Q吸＝cmΔt求出水吸收的热量；
（4）由图乙可知，用低挡位给水加热10min，水升高的温度，根据Q吸＝cmΔt求出水吸收的热量，根据W＝Pt求出养生壶消耗的电能，根据效率公式求出加热效率。
【解答】解：A、由图甲可知，开关S断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，养生壶处于低温挡，
开关S闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，养生壶处于高挡，故A错误；
B、低挡位额定功率为P2＝220W，低挡位的总电阻：，
养生壶的高挡位额定功率为P1＝550W，电阻R1的阻值：，
根据串联电路的电阻特点可知，加热电阻R2的阻值：R2＝R﹣R1＝220Ω﹣88Ω＝132Ω，故B错误；
C、由图乙可知，用高挡位将水加热6min，水温从50℃升高到70℃，
水吸收的热量：Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（70℃﹣50℃）＝1.68×105J，故C错误；
D、由图乙可知，用低挡位给水加热10min，水从50℃升高到60℃，
水吸收的热量：Q′＝cmΔt′＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（60℃﹣50℃）＝8.4×104J，
用低挡位给水加热时消耗的电能：，
用低挡位给水加热时的加热效率；，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查串联电路的特点、吸热公式、电功率多挡位问题以及电功率公式的应用，属于电热综合题，能从图中获取相关信息是解题的关键。
3．（2024•东港区校级二模）小明设计了具有高、中、低温二挡的加热装置，其电路如图所示。电源电压为220V，高、低温两挡位功率之比是4：1，当开关S1断开，S接2时，电路发热功率为220W，下列说法正确的是（ ）
A．R1的阻值为110Ω
B．高温挡时，发热功率为440W
C．整个电路最大电流是4A
D．低温挡时电流是1A
【分析】由电路图可知，当开关S1断开、S接2时电路为R2的简单电路；当开关S1闭合、S接2时R1与R2并联；当开关S1断开、S接1时R1与R2串联，由P＝UI＝可知，当开关S1闭合、S接2时，电路的总功率最大，加热装置处于高温挡，进一步表示此时的电功率，同理可知，当开关S1断开、S2接1时，加热装置处于低温挡，并表示此时的电功率，当开关S1断开，S接2时，加热装置处于中温挡，并表示此时的电功率，已知开关S1断开、S接2时电路电功率为220W，解方程可得R2的阻值；
根据高、低温两挡位功率之比是4：1，解方程可得R1的阻值，进一步计算高温挡时的发热功率，根据P＝UI计算高温挡时通过电路的电流（即整个电路的最大电流），根据欧姆定律计算低温挡时的电流。
【解答】解：A、由电路图可知，当开关S1断开、S接2时电路为R2的简单电路；当开关S1闭合、S接2时R1与R2并联；当开关S1断开、S接1时R1与R2串联，
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，且电源电压一定，
由P＝UI＝可知，当开关S1闭合、S接2时，电路的总功率最大，加热装置处于高温挡，此时的电功率：P高＝+＝；
同理可知，当开关S1断开、S2接1时，加热装置处于低温挡，此时的电功率P低＝，
则当开关S1断开，S接2时，加热装置处于中温挡，由P＝UI＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝220Ω；
高、低温两挡位功率之比是4：1，即：＝4：1，
解得：R1＝220Ω，故A错误；
B、高温挡时，电路的发热功率：P高＝+＝+＝440W，故B正确，
C、由P＝UI可知，高温挡时整个电路的电流最大，则I大＝＝＝2A，故C错误；
D、根据欧姆定律可知，低温挡时电流：I′＝＝＝0.5A，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律、电功率多挡位问题以及电功率公式的灵活运用，关键是分析得出加热装置处于不同挡位时电路的连接方式。
4．（2024•陕西模拟）动物的养殖温度一般与其生长阶段有关，为了营造不同的环境温度，小明设计了一个多挡位加热器，如图所示为电路图，电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻，对电路的分析正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，发热功率最大
B．该加热器有四个加热挡位
C．a端应连接火线
D．同时闭合开关S1和S2时，流过R1的电流大于流过R2的电流
【分析】（1）由电路图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，电路的电阻较小；
只闭合开关S2时，电路为R2的简单电路，电路的电阻较大；同时闭合开关S1、S2时，R1、R2并联，电路的电阻最小。由可知不同开关状态下发热器消耗的电功率大小；
（2）在家庭电路中，开关应接在火线上；
（3）同时闭合开关S1、S2时R1、R2并联，由并联电路的电压规律可知，R1、R2两端电压相等，
由于R1的电阻小于电热丝R2的电阻，根据可知流过两电热丝的电流大小关系。
【解答】解：AB．由电路图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，电路的电阻较小；只闭合开关S2时，电路为R2的简单电路，电路的电阻较大；同时闭合开关S1、S2时，R1、R2并联，电路的电阻最小。
由可知，只闭合开关S1时，电路消耗的电功率较大；只闭合开关S2时，电路消耗的电功率最小；
同时闭合开关S1、S2时，电路消耗的电功率最大，即加热器有三个挡位，故AB错误；
C．开关控制电热丝时，开关应接在火线上，所以b端应连接火线、a端连接零线，故C错误；
D．同时闭合开关S1、S2时R1、R2并联，由并联电路的电压规律可知，R1、R2两端电压相等，
由于R1的电阻小于电热丝R2的电阻，根据可知，流过R1的电流大于流过R2的电流，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查电功率的多挡位问题，涉及电路的状态判断、并联电路的电压特点和欧姆定律的应用，难度较大。
二．多选题（共2小题）
（多选）5．（2023秋•东港区校级月考）用“20Vㅤ20Wㅤ1Ω”电动机和“2Aㅤ40W”电热丝这两种规格元件做个电热吹风机，要求：一是先吹冷风后吹热风，只发热不吹风会烧坏电热丝；二是增一个温风挡，则加装一个电热丝。下列说法正确的是（ ）
A．电动机和电热丝应当串联，调温开关与电热丝并联
B．电动机和电热丝应当并联，调温开关与电热丝串联
C．两电热丝串联时，温风挡应使一个电热丝短路开关断开
D．两电热丝并联时，温风挡应使一个电热丝支路开关断开
【分析】根据串、并联电路的特点和开关的作用，结合P＝逐项分析解答。
【解答】先吹冷风后吹热风，说明电动机和电热丝的工作互不干扰，电动机和电热丝应并联在电路中；
AB．当两电热丝并联时，增加一个温风挡，用调温开关控制电热丝，所以调温开关与电热丝串联，故A错误，B正确；
C．当两电热丝串联时，此时电路的总阻值较大，据知，电路的功率较小，是温风挡；热风挡的功率较大，应使一个电热丝短路，电路中只有一个电热丝工作，电路的阻值较小，所以温风挡时，应使一个电热丝短路的开关断开，故C正确；
D．两个电热丝并联时，电路中的总阻值较小，据知，电路的电功率较大，处于热风挡；断开一个电热丝支路时，电路中只有一个电热丝工作，电路的电阻较大，据知，电路的电功率较小，处于温风挡，故D正确。
故选BCD。
【点评】本题考查了根据串联、并联电路的特点和电功率的计算来设计电路，会利用结合P＝分析是解题的关键。
（多选）6．（2023秋•梁园区校级月考）某型号电饭锅具有保温与加热两种功能，其简化电路如图所示，R1、R2均为电热丝。下列说法正确的是（ ）
A．S1、S2闭合时，电饭锅处于加热状态
B．S1、S2闭合时，电饭锅处于保温状态
C．S1闭合、S2断开时，电饭锅处于保温状态
D．S1断开、S2闭合时，电饭锅处于保温状态
【分析】由图可知，当S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，当S1、S2都闭合时，只有R2工作，根据串联电路的电阻特点和P＝可知电饭锅加热状态和保温状态的电路连接。
【解答】解：ABC、由图可知，当S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路的总电阻最大，由P＝可知此时电路的总功率最小，则电饭锅处于保温状态，故C正确；
当S1、S2都闭合时，只有R2工作，此时电路的总电阻最小，总功率最大，则电饭锅处于加热状态，故A正确、B错误；
D、当S1断开、S2闭合时，电路处于断路状态，则电饭锅不工作，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查了串联电路的特点以及电功率多挡位问题，能正确分析电路的连接方式是解题的关键。
三．填空题（共9小题）
7．（2024•达州模拟）小亮通过观察和研究他家汽车上的电加热座椅垫（原理如图所示），发现该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，S为挡位切换开关，R1和R2为电热丝，电源电压为24V，R1＝16Ω，R2＝8Ω，若开关切换到3时，电路处于 低温 档；电加热座椅垫在高温挡工作1min产生的热量 2160 J。
【分析】由图可知，当开关切换到1时，电路开路，当开关切换到2时，只有R1工作，当开关切换到3时，R1、R2串联；根据串联电路的电阻特点和P＝可知座椅垫高温挡和低温挡的电路连接；根据Q＝W＝t求出电加热座椅垫在高温挡工作1min产生的热量。
【解答】解：根据串联电路的电阻特点可知，当开关切换到3时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，座椅垫处于低温挡；
开关切换到2时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，座椅垫处于高温挡；
电加热座椅垫在高温挡工作1min产生的热量：Q＝W＝t＝×1×60s＝2160J。
故答案为：低温；2160。
【点评】本题考查串联电路的特点、电功率公式以及焦耳定律的应用，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
8．（2024•市中区校级二模）某款电饭锅有加热和保温两个挡，加热挡的功率为1000W，如图是其简化的电路图，已知R1＝4R2，电饭锅的旋钮开关处于图示位置时是 保温 挡，电饭锅在保温挡工作1min产生的热量是 12000 J。
【分析】当旋钮开关旋至1时，R1、R2串联，当旋钮开关旋至2时，只有R2工作；根据串联电路的电阻特点和P＝可知加热挡和保温挡的电路连接；根据加热挡功率和P＝求出R2 的阻值，据此可知R1阻值，根据保温挡的电路连接利用P＝求出保温挡的功率，利用Q＝W＝P保温t求出电饭锅在保温挡工作1min产生的热量。
【解答】解：当旋钮开关旋至1时，R1、R2串联，当旋钮开关旋至2时，只有R2工作；
根据串联电路的电阻特点可知，串联的总电阻大于任一分电阻，
则当旋钮开关处于图示位置时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，根据P＝可知，电路中的总功率最小，为电饭锅的保温挡；
当旋钮开关旋至2时，只有R2工作，电路中的电阻最小，电功率最大，为电饭锅的加热挡，
由P＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝48.4Ω，
则R1的阻值：R1＝4R2＝4×48.4Ω＝193.6Ω，
保温挡的功率：P保温＝＝＝200W，
由P＝可知，电饭锅在保温挡工作1min产生的热量：Q＝W＝P保温t＝200W×1×60s＝12000J。
故答案为：保温；12000。
【点评】本题考查串联电路的特点、电功率公式以及焦耳定律推导公式的应用，是一道综合题，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
9．（2024•镜湖区校级三模）图甲是办公室常见的便携式养生壶，正常工作电压为220V，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，已知R1的电阻为220Ω。当双触点开关S接触1和2时为保温挡，正常工作1分钟电流产生的热量为 1.32×104 J；当调节到加热挡时，电阻R1和R2 并 联接入电路。
【分析】（1）当双触点开关S接触1和2时为保温挡，由图乙可知，此时只有R1工作，根据Q＝I2Rt＝t求出正常工作1分钟电流产生的热量；
（2）当双触点开关S接触2和3时为加热挡，由图乙可知，此时R1、R2并联。
【解答】解：当双触点开关S接触1和2时为保温挡，由图乙可知，此时只有R1工作，
由Q＝I2Rt＝t可知，正常工作1分钟电流产生的热量：Q＝t＝×1×60s＝1.32×104J；
由图可知，当双触点开关S接触2和3时为加热挡，此时R1、R2并联。
故答案为：1.32×104；并。
【点评】本题考查并联电路的特点以及焦耳定律的灵活运用，是一道基础题。
10．（2024•汉源县校级模拟）某电饭锅有两挡不同功率，铭牌上附有电路图，Rl、R2为两根电热丝。如图所示，并标出高挡功率是1kW，低挡功率标出的数值已模糊不清。现闭合S1，断开S2，可测得R1上的功率为240W，则电饭锅的低挡功率的值可能是 400 W或 600 W。
【分析】（1）由图可知，当开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，开关S1、S2都闭合时，只有R2工作，根据串联电路的电阻特点和P＝可知电饭锅高温挡和低温挡的电路连接；根据高温挡功率和P＝可求出R2的阻值；根据串联电路的电阻特点、欧姆定律和P＝I2R表示出低温挡工作时R1的功率，据此求出R1的阻值，再根据P＝可求出低温挡的功率。
【解答】解：由图可知，闭合S1，断开S2，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，电饭锅为低温挡；
开关S1、S2都闭合时，只有R2工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电饭锅处于高温挡；
由P＝可知，R2的阻值：；
电饭锅低温挡工作时，R1上的功率为240W，即，
解得：R1＝72.6Ω或，
则电饭锅的低挡功率的值可能：；
或。
故答案为：400；600。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功率多挡位问题以及电功率公式的灵活运用，题目有一定的难度。
11．（2024•柳东新区校级模拟）如图所示为小明家使用的一款火锅工作电路的原理图。它有高温、中温、低温挡三个加热挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。当旋钮开关置于 3和4 接线柱时，火锅处于高温挡；当旋钮开关置于“1和2”接线柱时，火锅处于 低温 挡。
【分析】由图可知，当旋钮开关置于“0和1”接线柱时，R1、R2、R3都没有接入电路，火锅不工作，当旋钮开关置于“1和2”接线柱时，R2、R3串联，当旋钮开关置于“2和3”接线柱时，R3被短路，电路为R2的简单电路，当旋钮开关置于“3和4”接线柱时，R1、R2并联，根据串并联电路的特点和P＝可知火锅高温挡、中温挡和低温挡的电路连接。
【解答】解：当旋钮开关置于“0和1”接线柱时，R1、R2、R3都没有接入电路，火锅不工作；
当旋钮开关置于“1和2”接线柱时，R2、R3串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，根据可知，电路中的总功率最小，火锅处于低温挡；
当旋钮开关置于“3和4”接线柱时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，根据可知，电路中的总功率最大，火锅处于高温挡。
当旋钮开关置于“2和3”接线柱时，R3被短路，电路为R2的简单电路，火锅处于中温挡。
故答案为：3和4；低温。
【点评】本题考查串并联电路的特点、电功率公式多挡位问题以及电功率公式的应用，能正确分析电路连接是解题的关键。
12．（2023秋•邵阳月考）据史册《汉志》记载，湖南的产茶史可追溯到两千多年前的西汉初期，是我国人工栽培茶树最早的省份之一。如图甲所示是一款煮茶器，有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路图如图乙所示，R1和R2均为发热电阻。请你分析，该煮茶器的工作原理是利用了电流的 热 效应，当该煮茶器处于“加热”挡位时，开关S2处于 闭合 状态。
【分析】（1）电流通过导体时将电能转化为内能的现象叫做电流的热效应；
（2）由图乙可知，当开关S1闭合、S2断开时，只有R1工作，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的特点和P＝可知煮茶器加热挡和保温挡的电路连接。
【解答】解：该煮茶器工作时电能转化为内能，所以该煮茶器的工作原理是利用了电流的热效应；
由图乙可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P＝可知，电路中的总功率最大，煮茶器处于加热挡；
当开关S1闭合、S2断开时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，煮茶器处于保温挡。
故答案为：热；闭合。
【点评】本题考查电流的热效应、并联电路的特点、多挡位电路问题以及电功率公式的应用，能正确分析电路连接是解题的关键。
13．（2024•崇川区校级三模）小洲家买了一个三挡位的家用电烤炉，电烤炉加热板部分的简化电路如图甲所示，R1、R2为加热电阻，可通过旋转开关实现高、中、低挡位切换。当开关旋到 3 时，烤炉处于高温挡；已知电阻R1＝80Ω，高温挡的功率为1210W，则中温挡的功率为 605 W，R2＝ 80 Ω；正常工作时用高温挡烤熟一份鸡翅需要10min，若在用电高峰期，家庭电路的实际电压为200V，用同一挡位烤熟同样的鸡翅需要 12.1 min。
【分析】（1）由图可知，当旋转开关接1时，电路中R1和R2串联接入电路，当旋转开关接2时，电路中只有R1接入电路，当旋转开关接3时，电路中R1和R2并联接入电路，根据串并联电路的电阻特点和P＝可知电烤炉高温挡、中温挡和低温挡的电路连接；
（2）根据P＝可求出高温挡工作时R1的电功率，即中温挡的电功率；
（3）根据P2＝P高温﹣P中温求出高温挡工作时R2的电功率，根据P＝可求出R2的阻值；
（4）根据P＝可求出高温挡工作时电路中的总电阻，根据P＝可求出实际电压为200V时高温挡的实际功率，根据P＝求出加热需要的时间。
【解答】解：由图可知，当旋转开关接1时，电路中R1和R2串联接入电路，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，电烤炉处于低温挡；
当旋转开关接3时，电路中R1和R2并联接入电路，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，电烤炉电路处于高温挡；
当旋转开关接2时，电路中只有R1接入电路，此时电烤炉电路处于中温挡；
中温挡的功率：；
高温挡工作时，R2的电功率：P2＝P高温﹣P中温＝1210W﹣605W＝605W，
由P＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝80Ω；
由知道，高温挡时电路总电阻：，
实际电压为200V时电路的实际功率：，
烤熟一份鸡翅需要的电能是相同的，由于正常工作时用高温挡烤熟一份鸡翅需要10min，
当家庭电路的实际电压为200V，用同一挡位烤熟同样的鸡翅需要的时间：。
故答案为：3；605；80；12.1。
【点评】本题考查串并联电路的特点电功率多挡位问题以及电功率公式的灵活运用，能正确分析电路连接是解题的关键。
14．（2024•新北区校级一模）图甲为小明同学家的电中药壶，有高温和低温两个挡位，工作电路简化为图乙所示，其中S′为挡位开关，R1、R2为定值电阻，A、B为阻值忽略不计的指示灯。已知电中药壶额定电压为220V，高温挡功率为1210W，低温挡功率为100W。
（1）高温挡工作时是 A 灯亮（选填“A”或“B”）。
（2）R2的阻值是 444Ω 。
（3）若电中药壶内装有0.5L的水用来熬中药，现用高温挡使水从20℃升高到100℃，加热效率为80%，则需要加热 174 s[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
【分析】（1）根据电路的连接方式和P＝UI＝判定高温挡和低温挡时电路连接的特点；
（2）根据P＝分别求出高温挡、低温挡时电路的总电阻，根据串联电路的电阻关系求出R2的阻值；
（3）根据m＝ρV计算水的质量，根据Q吸＝cm（t﹣t0）计算水从20℃升高到100℃所吸收的热量，由η＝×100%可得电中药壶消耗的电能，根据电功率公式计算电中药壶需要工作的时间。
【解答】解：（1）指示灯的阻值忽略，当开关S闭合，S′打至触点M时，电路为两电阻和指示灯B的串联的电路，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中总电阻较大，根据P＝UI＝可知，电路的总功率较小，电中药壶处于低温挡，此时B灯亮；
当开关S闭合，S′打至触点N时，电路为R1和指示灯A的串联电路，此时电路中总电阻较小，电路中的总功率较大，电中药壶处于高温挡，此时A灯亮；
（2）由P＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝40Ω，
R1、R2的串联总电阻：R＝＝＝484Ω；
根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝484Ω﹣40Ω＝444Ω；
（3）水的体积V＝0.5L＝0.5dm3＝0.5×10﹣3m3，
由ρ＝可知，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.5×10﹣3m3＝0.5kg，
水所吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×105J；
由η＝可得，消耗的电能：W＝＝＝2.1×105J，
根据P＝可知，需要工作的时间：t＝＝≈174s。
故答案为：（1）A；（2）444Ω；（3）174。
【点评】本题考查串联电路的特点、电功率多挡位问题、密度公式、吸热公式、效率公式以及电功率公式的应用，属于电热综合题，正确的判断电中药壶处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
15．（2024•杜集区校级二模）已知某三挡位加热器的额定电压为220V，其中有两个发热电阻R1＝22Ω和R2＝110Ω，发热器的低温挡和中温挡功率分别为440W和2200W，则高温挡的功率为 2640 W。
【分析】电路处于高温挡时，两个发热电阻应该是并联的，此时电路总功率等于两电阻的功率相加。
【解答】解：三挡位加热器，高温挡时电功率最大，电源电压不变，由可知总电阻最小，两个电阻并联时，总电阻最小，高温挡的功率为
。
故答案为：2640。
【点评】本题考查了电功率的计算以及挡位问题，有一定的难度。
四．解答题（共2小题）
16．（2024•固始县校级二模）中国茶文化源远流长，如图甲所示是一款煮茶器，有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图乙所示，R1和R2均为发热电阻，煮茶器部分参数如下表。
（1）煮茶器是利用电流的 热 效应工作的。
（2）求发热电阻R1和R2的阻值。
（3）现要将煮茶器内1.5kg初温为20℃的水，在标准大气压下加热至沸腾，已知煮茶器的加热效率为80%，求加热的时间[（kg•℃]
（4）建议不要将煮茶器和其他大功率用电器同时使用，否则会存在安全隐患，请你根据所学的物理知识，解释同时使用多个大功率用电器会存在什么安全隐患。
【分析】（1）当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应；
（2）由电路图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，此时电路中的总电阻最大，总功率最小，煮茶器处于保温挡，根据P＝UI＝求出R1的电阻；
根据P2＝P加热﹣P保温算出R2的功率，由R2＝算出R2的阻值；
（3）在标准大气压下水的沸点为100℃，由Q吸＝c水mΔt可求得水吸收的热量，根据效率公式算出煮茶器消耗的电能，由t＝算出加热的时间；
（4）家庭电路电流过大的原因有两个：短路和用电器的总功率过大，据此分析。
【解答】解：（1）煮茶器是利用了电流的热效应；
（2）只闭合开关 S1 时，电路为 R1 的简单电路，煮茶器处于保温挡，功率为100W；开关S1、S2 都闭合时，电路为 R1R2 的并联电路，煮茶器处于加热挡，功率为900W；
R1的阻值为：；
加热挡时R2的功率 P2＝P加偶﹣P催馏＝900W﹣100W＝800W，
R2的阻值为：；
（3）在标准大气压下水的沸点为100℃，水吸收的热量为：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J
煮茶器消耗的电能 ；
加热时间 ；
（4）根据公式I＝可知，当电压一定时，用电器总电功率越大，总电流越大，又根据Q＝I2Rt可知，电阻和通电时间一定时，总电流越大，干路（导线）产生的热量越多，温度极易升高，容易发生火灾。
答：（1）热；
（2）发热电阻R1和R2的阻值分别为484Ω、60.5Ω；
（3）现要将煮茶器内1.5kg初温为20℃的水，在标准大气压下加热至沸腾，已知煮茶器的加热效率为80%，加热的时间为700s；
（4）根据公式I＝可知，当电压一定时，用电器总电功率越大，总电流越大，又根据Q＝I2Rt可知，电阻和通电时间一定时，总电流越大，干路（导线）产生的热量越多，温度极易升高，容易发生火灾。
【点评】本题考查了电功率公式和吸热公式、电功公式的综合应用，关键是公式及其变形式的灵活运用。
17．（2023秋•永城市期末）某电加热壶铭牌上写有“额定电压：220V；额定功率：加热挡1100W；保温挡440W；容积：4.9L”。其内部电路简化示意图如图：
（1）S1接在a处是 保温 （选填“加热”或“保温”）挡。
（2）R1电阻阻值为 44Ω ，R2电阻阻值为 66Ω 。
（3）要想把满壶的初始温度为20℃的水加热至沸腾（标准大气压下），需要多少分钟？（不计热量损失）
【分析】（1）由图可知，当开关S闭合、S1接a时，只有R1工作，当开关S闭合、S1接b时，R1、R2串联；根据串联电路的电阻特点和P＝可知电热水壶加热挡和保温挡的电路连接；
（2）根据加热挡功率和P＝可求出R1的阻值；根据保温挡功率和P＝可求出R1、R2的串联总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R2的阻值；
（3）根据密度公式求出水的质量，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，不计热量损失，电热水壶消耗的电能等于水吸收的热量，根据P＝求出加热需要的时间。
【解答】解：（1）由图可知，当开关S闭合、S1接b时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，电热水壶处于保温挡；
当开关S闭合、S1接a时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热水壶处于加热垫；
（2）由P＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝44Ω；
R1、R2的串联总电阻：R＝＝＝110Ω；
根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝110Ω﹣44Ω＝66Ω；
（3）水的体积V＝4.9L＝4.9dm3＝4.9×10﹣3m3，
由ρ＝可知，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×4.9×10﹣3m3＝4.9kg，
一个标准大气压下，水的沸点是100℃，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×4.9kg×（100℃﹣20℃）＝1.6464×106J，
不计热量损失，电热水壶消耗的电能W＝Q吸＝1.6464×106J，
由P＝可知，加热需要的时间：t′＝＝≈1497s≈25min。
故答案为：（1）保温；
（2）44Ω；66Ω；
（3）要想把初始温度为20℃的水加热至沸腾（标准大气压下），需要约25min。
【点评】本题是一道电热综合题，主要考查串联电路的特点、电功率公式、吸热公式、密度公式的应用，有一定的难度。
五．计算题（共8小题）
18．（2024•确山县二模）气温骤降，小明为爷爷购买了一款具有“加热”和“保温”两挡功能的养生壶，其内部简化电路如图所示，两段加热电阻丝的阻值分别为R1＝55Ω、R2＝121Ω。求：
（1）该养生壶处于保温挡时，流过R1的电流；
（2）该养生壶的加热功率；
（3）某次使用时，小明在养生壶内装入1kg的水，并将其调至加热挡。观察温度显示窗，发现在5min内壶内水的温度从25℃升高到69℃。则此过程中，养生壶的加热效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【分析】（1）由图可知，当开关S1闭合、S2接1时，只有R1工作；当开关S1闭合、S2接2时，R1、R2串联；根据串联电路的电阻特点和P＝可知养生壶加热挡和保温挡的电路连接；根据串联电路的求出保温时电路中的总电阻，根据欧姆定律求出该养生壶处于保温挡时流过R1的电流；
（2）根据P＝可求出该养生壶的加热功率；
（3）根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据W＝Pt求出养生壶消耗的电能，根据效率公式求出养生壶的加热效率。
【解答】解：（1）由图可知，当开关S1闭合、S2接2时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，养生壶处于保温挡；
当开关S1闭合、S2接1时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，养生壶处于加热挡；
保温时电路中的总电阻：R＝R1+R2＝55Ω+121Ω＝176Ω，
根据串联电路的电流特点可知，保温挡时流过R1的电流：I1＝I＝＝＝1.25A；
（2）该养生壶的加热功率：P加热＝＝＝880W；
（3）水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（69℃﹣25℃）＝1.848×105J，
养生壶消耗的电能：W＝P加热t′＝880W×5×60s＝2.64×105J，
养生壶的加热效率：η＝×100%＝×100%＝70%。
答：（1）该养生壶处于保温挡时，流过R1的电流为1.25A；
（2）该养生壶的加热功率为880W；
（3）养生壶的加热效率为70%。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功公式、电功率公式、吸热公式以及效率公式的应用，是一道电热综合题，有一定的难度。
19．（2024•湖北模拟）张老师家里买了个小型电火锅，如图甲所示。该电火锅有高、中、低三挡加热功能。图乙是它的电路原理图，R1、R2、R3均为发热电阻丝，已知R1的阻值为396Ω，电源电压为220V，c水＝4.2×103J/（kg•℃），不计温度对电阻的影响，电火锅的部分参数如表所示。
（1）R3的阻值是多少？
（2）R2的阻值和电火锅在低温挡工作时的功率是多少？
（3）张老师某次使用电火锅高温挡将1.1kg水从20℃加热到80℃，用时5min，该电火锅的加热效率是多少？
【分析】（1）由图乙可知，当电火锅处于高挡时，只有R3工作，由表格数据可知电火锅高挡的电功率，根据P＝求出R3的阻值；
（2）由图乙可知，当电火锅处于中挡时，R2、R3串联，由表格数据可知电火锅中挡的电功率，根据P＝求出R2、R3的总阻值，根据串联的电路的电阻特点求出R3的阻值；由图乙可知，当电火锅处于低挡时，R1、R3串联，根据串联电路的电阻特点求出抵挡时电路中的总电阻，根据P＝求出低挡的电功率；
（3）根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据W＝Pt求出电火锅消耗的电能，根据效率公式求出该电火锅的加热效率。
【解答】解：（1）由图乙可知，当电火锅处于高挡时，只有R3工作，
由表格数据可知，电火锅高挡的功率P高＝1100W，
由P＝可知，R3的阻值：R3＝＝＝44Ω；
（2）由图乙可知，当电火锅处于中挡时，R2、R3串联，
由表格数据可知，电火锅中挡的电功率P中＝440W，
由P＝可知，R2、R3的总阻值：R＝＝＝110Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R﹣R3＝110Ω﹣44Ω＝66Ω；
由图乙可知，当电火锅处于低挡时，R1、R3串联，根据串联的两端电阻特点可知，低挡时的电路总电阻：R′＝R1+R3＝396Ω+44Ω＝440Ω，
电火锅低挡的电功率：P低＝＝＝110W；
（3）水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.1kg×（80℃﹣20℃）＝2.772×105J，
电火锅消耗的电能：W＝P高t′＝1100W×5×60s＝3.3×105J，
该电火锅的加热效率：η＝×100%＝×100%＝84%。
答：（1）R3的阻值是44Ω；
（2）R2的阻值和电火锅在低温挡工作时的功率是110W；
（3）该电火锅的加热效率是84%。
【点评】本题考查串联电路的特点、电功率公式、吸热公式、电功公式以及效率公式的应用，属于电热综合题，有一定的难度。
20．（2023秋•陇西县期末）如图是家用电吹风的工作原理简图。电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风。已知此电吹风的热风挡额定功率为1100W，通过电动机的电流为1A。某段时间电吹风在热风挡正常工作，求：
（1）电路的总电流。
（2）电热丝的电阻。
（3）电动机线圈的电阻为2Ω，通电100s产生的热量。
【分析】（1）由图可知电吹风在热风挡正常工作时，电动机和电热丝并联，根据P＝UI求出电路中的总电流；
（2）根据并联电路的电流特点求出通过电热丝的电流，利用欧姆定律求出电热丝的电阻；
（3）根据焦耳定律Q＝I2Rt求出电动机线圈的电阻为2Ω，通电100s产生的热量。
【解答】解：（1）由图可知电吹风在热风挡正常工作时，电动机和电热丝并联，
由P＝UI可知，电路中的总电流：I＝＝＝5A；
（2）根据并联电路的电流特点可知，通过电热丝的电流：IR＝I﹣IM＝5A﹣1A＝4A，
由I＝可知，电热丝的电阻：R＝＝＝55Ω；
（3）电动机线圈的电阻为2Ω，通电100s产生的热量：Q＝IM2RMt＝（1A）2×2Ω×100s＝200J。
答：（1）电路的总电流为5A；
（2）电热丝的电阻为55Ω；
（3）电动机线圈的电阻为2Ω，通电100s产生的热量为200J。
【点评】本题考查并联电路的电流特点、欧姆定律以及焦耳定律的应用，是一道电学综合题，难度不大。
21．（2024•连州市校级三模）如图甲为某电热毯简化电路原理图，其额定电压为220V，R1为发热电阻丝，R2位于电热毯的外部。该电热毯通过智能系统能够实现加热、保温挡自动切换。图乙为电热毯在正常工作20min内电流随时间变化的图象。求：
（1）加热挡的功率是多少？
（2）电阻R2的阻值是多少？
（3）电热毯保温挡正常工作10min，电热毯吸收的热量是多少？（不计热量损失）
【分析】（1）由图甲可知，当开关S接1时，只有R1工作，当开关S接2时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可知电热毯加热挡和保温挡的电路连接；
根据图乙可知加热挡工作时电路中的电流，根据P＝UI求出加热挡的功率；
（2）根据加热挡时电路中的电流，利用欧姆定律求出发热电阻丝R1的电阻；根据低温挡时电路中的电流，利用欧姆定律求出R1、R2的串联总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R2的阻值；
（3）根据Q＝I2R1t求出保温挡正常工作10min，电热毯吸收的热量。
【解答】解：（1）由图甲可知，当开关S接1时，只有R1工作，当开关S接2时，R1、R2串联，
根据串联电路的电阻特点可知，当开关S接1时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，由欧姆定律可知，电路中的电流最大，由P＝UI可知，电路中的总功率最大，电热毯处于加热挡；
根据图乙可知，加热挡工作时电路中的电流I加热＝1A，
加热挡的功率：P加热＝UI加热＝220V×1A＝220W；
（2）由I＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝220Ω，
当开关S接2时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由欧姆定律可知，电路中的电流最小，则电路中的总功率最小，电热毯处于保温挡，
由I＝可知，R1、R2的串联总电阻：R＝＝＝880Ω，
则R2的阻值：R2＝R﹣R1＝880Ω﹣220Ω＝660Ω；
（3）不计热量损失，电热毯保温挡正常工作10min，电热毯吸收的热量是：
Q＝R1t＝（0.25A）2×220Ω×10×60s＝8250J。
答：（1）加热挡的功率是220W；
（2）电阻R2的阻值是660Ω；
（3）电热毯保温挡正常工作10min，电热毯吸收的热量是8250J。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式以及焦耳定律的应用，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
22．（2024•雁塔区校级模拟）恒温箱广泛应用于医疗、科研、化工等行业部门，图示为某恒温箱的工作原理图。S为电源开关，通过控制温控开关可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。电源电压U＝220V，R1，R2是电热丝，R1＝440Ω，“加热”时恒温箱的电功率P加热＝550W。将恒温箱两气孔封闭，闭合开关S，S1置于“加热”挡位，箱内温度从20℃升至设定的恒温温度，用时130s，该段时间内的加热效率η＝80%，恒温箱的容积V＝2m3，箱内空气密度（ρ＝1.3kg/m3，箱内空气的比热容c＝1.0×103J/（kg•℃）。求：
（1）电热丝R2的阻值；
（2）恒温箱的恒温温度。
【分析】（1）由图可知，当闭合开关S，温控开关S1置于左边触点时，只有R1工作，当闭合开关S，温控开关S1置于右边两个触点时，R1、R2并联，根据并联电路的特点和P＝可知恒温箱加热挡和保温挡的电路连接；根据R1的阻值和P＝可求出“保温”时恒温箱的电功率；
并联电路中各用电器的电功率之和等于电路的总功率，据此求出加热挡工作时R2的电功率，根据P＝可求出R2的阻值；
（2）根据W＝Pt求出恒温箱消耗的电能，根据效率公式求出恒温箱内气体吸收的热量，根据密度公式求出恒温箱内气体的质量，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出恒温箱的恒温温度。
【解答】解：（1）由图可知，当闭合开关S，温控开关S1置于右边两个触点时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P＝可知，电路中的总功率最大，恒温箱处于加热挡；
当闭合开关S，温控开关S1置于左边触点时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，恒温箱处于保温挡；
由P＝可知，“保温”时恒温箱的电功率：P保＝＝＝110W；
S闭合，S1接左边触点和S1接右边触点，R1的功率不变；
由于并联电路中各用电器的电功率之和等于电路的总功率，则加热挡工作时R2的电功率：P2＝P加﹣P保＝550W﹣110W＝440W，
由P＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝110Ω；
（2）由P＝可知，恒温箱消耗的电能：W＝P加t′＝550W×130s＝71500J，
由η＝可知，恒温箱内气体吸收的热量：Q吸＝ηW＝80%×71500J＝57200J，
由ρ＝可知，恒温箱内气体的质量：m＝ρV＝1.3kg/m3×2m3＝2.6kg，
由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，恒温箱的恒温温度：t＝+t0＝+20℃＝42℃。
答：（1）电热丝R2的阻值为110Ω；
（2）恒温箱的恒温温度为42℃。
【点评】本题考查并联电路的特点、电功率公式、效率公式、密度公式以及吸热公式的应用，是一道常考的电热综合题，难度适中。
23．（2024•市中区校级模拟）随着科技创新教育在全市广泛开展，我校已配置了如图甲所示的3D打印笔。3D打印笔通过加热，挤出热熔的塑胶，然后在空气中迅速冷却，最后凝固成稳定的形状。此打印笔有快、慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，将该3D打印笔单独接入装有如图丙所示电能表的家庭电路中正常工作。快挡打印2min，电能表指示灯闪烁8次，刚好将15g的塑胶从20℃加热到260℃。已知该3D打印笔慢挡打印功率为22W，R1、R2是用于发热的定值电阻，塑胶的比热容为2×103J/（kg•℃）且保持不变。问：
（1）3D灯印笔快挡的电功率有多大？
（2）3D打印笔快挡打印时的热效率有多大？
（3）R1的阻值有多大？
【分析】（1）3000imp/（kW•h），是指每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁了3000次，据此求指示灯闪烁8次打印笔消耗的电能，利用P＝求得3D灯印笔快挡的电功率。
（2）根据Q吸＝cmΔt算出15g的塑料条从20℃加热到260℃吸收的热量，由效率公式η＝算出3D打印笔快挡打印时的热效率。
（3）当开关接1、2时，R1与R2串联，利用P＝求此时电路中的总电阻，由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，可求R1的阻值。
【解答】解：（1）3000imp/（kW•h）是指电路中每消耗1 kW•h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，
指示灯闪烁8次，3D打印笔消耗的电能：
W＝kW•h＝kW•h＝9600J；
3D打印笔快挡打印时的电功率为：
P快＝＝＝80W；
（2）15g的塑胶从20℃加热到260℃吸收的热量为：
Q吸＝cmΔt＝2×103J/（kg•℃）×15×10﹣3kg×（260℃﹣20℃）＝7200J，
3D打印笔快挡打印时的热效率为：
η＝＝×100%＝75%；
（3）根据电路图可知，当开关接1、2时，R1与R2串联，电路中电阻较大；当开关接2、3时，电路为R2的简单电路，电路中电阻较小，根据P＝可知，总电阻越大，功率越小，故开关接1、2时为低温挡，接2、3时为高温挡；
由P＝知，当开关接2、3时，电路为R2的简单电路，此时电路中R2的电阻：
R2＝＝605Ω，
当开关接1、2时，R1与R2串联，此时电路中的总电阻：
R总＝＝2200Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R1＝R总﹣R2＝2200Ω﹣605Ω＝1595Ω。
答：（1）3D灯印笔快挡的电功率为80W；
（2）3D打印笔快挡打印时的热效率为75%；
（3）R1的阻值为1595Ω。
【点评】本题考查了电功率公式和电功公式的应用，关键是打印笔不同挡位时电路连接方式的判断。
24．（2024•佳木斯模拟）如图甲是巴氏低温消毒柜，它有加热和保温功能，其内部简化电路如图乙所示。R1、R2均为电热丝，加热功率为1100W，保温功率为220W。将旋钮开关转动到加热挡对酸奶加热，当温度升高到65℃时旋钮开关自动调到保温状态，使酸奶的温度维持在60℃～65℃之间。求：
（1）R1、R2的阻值是多少？
（2）消毒柜将0.22kg的15℃的酸奶加热到65℃需要吸收多少热量？
（3）若不计热量损失，把酸奶从15℃加热到65℃需要多长时间？[取c酸奶＝4×103J/（kg•℃）]
【分析】（1）开关S闭合，旋钮开关接2时，当电路为R2的简单电路，此时电路的电阻较小，根据P＝UI＝可知电路的总功率最大，消毒柜处于加热状态；根据P＝UI＝求出R2的阻值；
当旋钮开关接1时，R1、R2串联，此时电路的总电阻最大，根据P＝UI＝可知电路的总功率最小，消毒柜处于保温状态，根据P＝UI＝求出电路的总电阻，再根据串联电路电阻的特点求出R1的阻值；
（2）根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出酸奶吸收的热量；
（3）若不计热量损失，需要消耗的电能W＝Q，然后利用P＝可得，加热时间。
【解答】解：（1）开关S闭合，旋钮开关接2时，电路为R2的简单电路，此时电路的电阻较小，根据P＝UI＝可知电路的总功率最大，消毒柜处于加热状态；
由P加热＝得，R2的阻值：R2＝＝＝44Ω；
当旋钮开关接1时，R1、R2串联，电路的总电阻最大，根据P＝UI＝可知电路的总功率最小，消毒柜处于保温状态，
电路中的总电阻：R＝＝220Ω，
R1的阻值：R1＝R﹣R2＝220Ω﹣44Ω＝176Ω；
（2）酸奶吸收的热量：
Q吸＝c酸奶m（t1﹣t2）＝4×103J/（kg•℃）×0.22kg×（65℃﹣15℃）＝4.4×104J；
（3）若不计热量损失，需要消耗的电能W＝Q＝4.4×104J；
由P＝可得，把酸奶从15℃加热到65℃需要的时间t＝＝＝40s。
答：（1）R1的阻值为176Ω，R2的阻值为44Ω；
（2）消毒柜将0.22kg的15℃的酸奶加热到65℃需要吸收的热量为4.4×104J；
（3）若不计热量损失，把酸奶从15℃加热到65℃需要的时间为40s。
【点评】本题考查了电功率公式、吸热公式、电热公式以及效率公式的应用，正确的判断电热水器处于不同状态时电路的连接方式是关键。
25．（2024•诸城市模拟）某款家用蒸汽挂烫机（如图所示）的工作电路原理如图所示，R1、R2均为发热电阻，其中旋转开关可实现低温挡、高温挡的转换，且高温挡时的额定功率为1100W，低温挡时的额定功率为440W，使用时，水箱中部分水通过进水阀门进入电热杯加热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽软管从蒸汽喷头喷出，从而熨烫衣服。
（1）挂烫机正常工作时，电路中最小电流是多少？
（2）发热电阻R1的阻值是多少？
（3）将电热杯内0.4kg、20℃的水加热到100℃需要的最短时间是多少？（不计热量损失，结果保留整数）
【分析】（1）根据P＝UI算出挂烫机正常工作时电路中最小电流；
（2）当挂烫机处于高温挡位时，总功率最大，由P＝可知，此时总电阻最小，则此时只有电阻R2工作；
当挂烫机处于低温挡位时，总功率最小，由P＝可知，此时总电阻最大，则此时两电阻串联，根据前面高温挡算出的R2的电阻和电路的总电阻，由串联电路电阻的规律算出R1的阻值；
（3）利用吸热公式求出水吸收的热量，不计热量损失，则消耗的电能W＝Q，根据t＝求出加热的最短时间；
【解答】解：（1）根据P＝UI可得，挂烫机正常工作时，电路中最小电流为：
；
（2）由电路图可知，当旋钮开关置于1时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，电热水壶处于低温挡；
当旋钮开关置于2时，只有R2工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热水壶处于高温挡；
当处于高温挡时，由P＝可知，R2的电阻为：
，
当处于低温挡时，R1和R2的总电阻为：
，
则R1的电阻为：R1＝110Ω﹣44Ω＝66Ω；
（3）水吸收的热量为：
Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.4kg×（100℃﹣20℃）＝1.344×105J，
不计热量损失，则消耗的电能为W＝Q＝1.344×105J，
根据可得，需要的最短时间为：
。
答：（1）挂烫机正常工作时，电路中最小电流是2A；
（2）发热电阻R1的阻值是66Ω；
（3）将电热杯内0.4kg、20℃的水加热到100℃需要的最短时间是122s。
【点评】此题主要考查了电功率公式、电功公式以及吸热公式的应用，是一道综合题，难度一般。
六．综合能力题（共1小题）
26．（2024•吉安模拟）为了减少环境污染，共建绿水青山的美好生态，部分区域实现以电代煤、以气代煤。图甲是小明家的电饭锅电路原理图，该电饭锅有高温和保温两挡，由开关S进行调节。已知R0与R为电热丝，现将电饭锅接在220V的电源上，使用高温挡工作时，电饭锅功率为1000W；使用保温挡工作时，电饭锅功率为440W。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]根据相关知识，回答下列问题：
（1）饭煮熟后，开关S将 断开 （选填“闭合”或“断开”）。
（2）电热丝R的阻值为多少？
（3）用此电饭锅高温挡将质量为1kg、温度为25℃的水加热，使锅中水温升高60℃，需用时5min，求此加热过程中电饭锅的加热效率。
【分析】（1）由P＝可知，电路中电阻越大时，功率越小，由此判断不同挡位下电路的连接方式；
（2）根据闭合S时，R被短路，只有R0工作，处于高温挡；闭合S时，R0和R串联，处于保温挡，分别求出高温和保温时的电阻，然后根据串联电路电阻规律求出R；
（3）由Q吸＝c水mΔt计算水吸收的热量，由W＝Pt计算电饭锅消耗的电能，根据η＝×100%计算电饭锅的加热效率。
【解答】解：（1）由P＝可知，电路中电阻越大时，功率越小。因此闭合S时，R被短路，只有R0工作，电路中的电阻小，功率大，电饭锅处于高温挡；
断开S时，R0和R串联，电路中电阻大，功率小，电饭锅处于保温挡，
饭煮熟后只需要低温挡保温，因此开关S将断开；
（2）R0的阻值为：R0＝＝＝48.4Ω，
R和R0的总电阻为：R总＝＝＝110Ω，
由串联电路电阻规律可得，R的阻值为：
R＝R总﹣R0＝110Ω﹣48.4Ω＝61.6Ω；
（3）水吸收的热量为：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×60℃＝2.52×105J，
电饭锅消耗的电能为：W＝P高t＝1000W×5×60s＝3×105J，
电饭锅的加热效率为：η＝×100%＝×100%＝84%。
答：（1）断开；（2）电热丝R的阻值为61.6Ω；（3）加热过程中电饭锅的加热效率为84%。
【点评】本题是一道电学与热学的综合应用题。与生活紧密相连，使学生觉得学了物理在生活中是有用的，要求学生会用物理知识解决生活中的问题。
额定电压
220V
保温挡功率
100W
加热挡功率
900W
额定电压
220V
低温挡功率
中温挡功率
440W
高温挡功率
1100W
额定电压
220V
保温挡功率
100W
加热挡功率
900W
额定电压
220V
低温挡功率
中温挡功率
440W
高温挡功率
1100W