Question

如圖所示的電路中，電源電壓220V保持不變，電烙鐵為了省電和避免烙頭氧化而不易沾錫，在暫不焊接時，可以處于保溫狀態；需要焊接時處于加熱狀態，能很快達到焊接溫度．開關S接a點時，電烙鐵消耗的電功率為P₁=44W．燈泡電阻與電烙鐵電阻相等，且不隨溫度的變化而變化．問：
（1）電烙鐵處于加熱狀態時，開關S如何接？此時電烙鐵正常工作1小時所消耗的電能是多少？
（2）電烙鐵的電阻值是多少？
（3）電烙鐵處于保溫狀態時，開關S如何接？此時電路中電流是多少？

Answer 1

（1）S接在a點時，電烙鐵消耗的電功率為P₁=44W．
因燈泡電阻與電烙鐵電阻相等，所以R_燈=R₁===1100Ω，
S接在b點時，電烙鐵消耗的電功率為P₂===22W，
∵P₁＞P₂，
∴S接在a點時，電烙鐵處于加熱狀態．
此時電烙鐵正常工作1小時所消耗的電能W=Pt=44W?1h=0.044kW?h
答：S接在a點時，電烙鐵處于加熱狀態．此時電烙鐵正常工作1小時所消耗的電能是0.044kW?h．
（2）R_燈=R₁===1100Ω，
答：電烙鐵的電阻值是1100Ω．
（3）S接在b點時，電烙鐵處于保溫狀態．此時電路中總電阻R_總=R_燈+R_電烙鐵=2×1100Ω=2200Ω，
此時電路中電流I===0.1A．
答：S接在b點時，電烙鐵處于保溫狀態，此時電路中電流是0.1A．
分析：（1）電烙鐵保溫時，電功率較小，焊接時，功率較大，根據題意計算出開關S接在b點的電功率，比較即可得知S的接點．根據W=Pt可計算出電烙鐵正常工作1小時所消耗的電能．
（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；
（3）由保溫時的功率與正常工作時的功率關系可得保溫時的功率，由功率公式可求得通過電路的電流；
點評：本題考查消耗電能、電阻的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是開關斷開與閉合時電路的連接情況，這也是本題的重點．