Question

一支標(biāo)有“220V  100W”的電烙鐵，為使電烙鐵正常工作時(shí)電功率為100W，而在不工作時(shí)，電烙鐵的功率為25W，使之不會(huì)完全冷卻．為此，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，其中，S為單刀雙擲開關(guān)，L為一只額定電壓為220V的燈泡．下列說法中正確的是（　　）

• A、選用的燈泡規(guī)格應(yīng)為“220V 100W”
• B、當(dāng)S撥向1時(shí)，電烙鐵處于工作狀態(tài)
• C、當(dāng)S撥向2時(shí)，電烙鐵處于工作狀態(tài)
• D、在1s內(nèi)，電烙鐵在不工作狀態(tài)下整個(gè)電路消耗的電能與正常工作狀態(tài)相比，可節(jié)約50J的電能

Answer 1

分析：（1）由電路圖可知，當(dāng)S撥向1時(shí)，電路中只有電烙鐵工作，燈泡被短路，當(dāng)S撥向2時(shí)，燈泡與電烙鐵串聯(lián)，根據(jù)公式P=

U2

R

可知，串聯(lián)和電烙鐵單獨(dú)工作時(shí)功率的大小，從而判斷出電烙鐵工作和保溫時(shí)開關(guān)的位置．
（2）由電烙鐵上的銘牌可知額定電壓及額定功率，由功率公式可求得電烙鐵的電阻值；應(yīng)經(jīng)知道燈泡與電烙鐵串聯(lián)，根據(jù)公式U²=PR求出此時(shí)電烙鐵兩端的電壓，再利用公式I=

P

U

求出電路總電流，進(jìn)一步求出燈泡兩端的電壓和燈泡的電阻．
（3）先根據(jù)公式P=UI求出電烙鐵在不工作狀態(tài)下整個(gè)電路消耗的功率，再根據(jù)公式W=Pt可求節(jié)約的電能．

解答：解：（1）當(dāng)S撥向1時(shí)，電路中只有電烙鐵工作，燈泡被短路，當(dāng)S撥向2時(shí)，燈泡與電烙鐵串聯(lián)，根據(jù)公式P=

U2

R

可知，電阻越大，功率越小，電烙鐵工作時(shí)的功率大，電阻小，所以當(dāng)S撥向1時(shí)，電烙鐵處于工作狀態(tài)，故B正確、C錯(cuò)誤．
（2）電烙鐵的電阻值R=

U2

P額

=

(220V)2

100W

=484Ω，當(dāng)S撥向2時(shí)，燈泡與電烙鐵串聯(lián)，此時(shí)電烙鐵兩端的電壓為U₁²=P₁R=25W×484Ω，所以此時(shí)電烙鐵兩端的電壓為U₁=

25×484

V=110V，通過電烙鐵的電流為I=

P1

U1

=

25W

110V

=

5

22

A，所以加在燈泡上的電壓為U_L，U_L=U-U₁=110V，所以燈泡的電阻為R_L=

UL

I

=

110V

5 22 A

=484Ω，“220V  100W”的燈泡的電阻與“220V  100W”的電烙鐵的電阻相同，為484Ω，故A正確．
（3）電烙鐵在不工作狀態(tài)下整個(gè)電路消耗的功率P₂=UI=220V×

5

22

A=50W，
在1s內(nèi)，電烙鐵在不工作狀態(tài)下整個(gè)電路消耗的電能與正常工作狀態(tài)相比，可節(jié)約電能W=（P_額-P₂）t=（100W-50W）×1s=50J，故D正確．
故選A、B、D．

點(diǎn)評(píng)：本題考查根據(jù)電功率公式和串聯(lián)電路的特點(diǎn)求解．在本題中正好存在電烙鐵與燈串聯(lián)后，各得到電源電壓的一半，故燈的實(shí)際功率和額定功率是相等的，解答本題應(yīng)當(dāng)注意題干中的功率關(guān)系，由功率關(guān)系結(jié)合電烙鐵的特點(diǎn)作為突破口，利用所學(xué)的功率公式、歐姆定律及串聯(lián)電路的規(guī)律解答．