专题18 多挡位电热器电功率的计算
【母题来源1】2019年四川绵阳卷
【母题原题】某一天晚上睡觉前，小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥。小文将大米等食材放入电饭煲内，接通220V家庭电路，经过了待机、加热、保温三个过程，早餐前断开电源，电饭煲消耗的电功率随时间变化的图像如图甲所示，电饭煲加热过程消耗的电能是______kW·h。已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示，S是接通家庭电路的开关，S1是自动开关，R1和R2为电阻不变的电热丝，则R2=_____Ω。
【答案】0.88 220
【解析】由甲图可知，0~5 h功率为44 W，此时间段为待机；5~6 h功率为880 W，此时间段为加热；6~7 h功率为220 W，此时间段为保温。电饭煲加热过程时间为1 h，则加热过程消耗的电能为W=Pt=0.88 kW×1 h=0.88 kW·h；由电路图可知，当开关S、S1同时闭合时，R1和R2并联，电路总电阻最小，发热功率最大，为加热电路；当开关S闭合、S1断开时，R1断路没有工作，电路中只有R2工作，为保温电路。因保温功率为220 W，即R2功率为220 W，则R2= =220 Ω。
【母题来源2】2019年四川南充卷
【母题原题】如图是电热饮水机电路原理图，已知R1=100 Ω，R2=20 Ω，当开关S1、S2闭合时，饮水机处于___________状态（填“保温”或“加热”），饮水机的保温功率与加热功率之比为___________。
【答案】加热 1:6
【解析】当开关S1、S2都闭合时电路为R1的简单电路，当S1闭合、S2断开时R1与R2串联，两电阻串联时总电阻最大，所以当开关S1、S2都闭合时，电路中的电阻最小，由 可知，电路中的总功率最大，饮水机处于加热状态；饮水机处于加热状态时，电路为R1的简单电路，则电路的功率： ；饮水机处于保温状态时，R1与R2串联，电路的功率为： ，所以饮水机的保温功率与加热功率之比： 。
【母题来源3】2019年湘西土家族苗族自治州卷
【母题原题】下图是普通家用两档电取暖器内部简化电路图，R1、R2为电热丝，且电阻阻值相同，高温档位功率为1 100 W，低温档位功率为440 W，家庭电路电压U=220 V，求：
（1）电取暖器处于高温档位时电路中的电流强度；
（2）电路中R1的阻值；
（3）如果普通家庭生活用电的电费价格为每度0.55元，试计算用该电取暖器的低温档位取暖4小时需要缴纳的电费。
