Question

4．一支標(biāo)有“220V  100W”的電烙鐵，為使電烙鐵正常工作時(shí)電功率為100W，而在保溫時(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 75W”
• B． 當(dāng)S撥向2時(shí)，電烙鐵處于工作狀態(tài)
• C． 當(dāng)S撥向1時(shí)，電烙鐵處于工作狀態(tài)
• D． 電烙鐵在正常工作時(shí)比保溫是消耗電能多

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，燈泡被斷路，當(dāng)S撥向2時(shí)，燈泡與電烙鐵串聯(lián)，根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$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，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電烙鐵的電阻；當(dāng)S撥向2時(shí)，燈泡與電烙鐵串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=I²R求出電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出燈泡的電阻，又知道燈泡的額定電壓，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的額定功率；
（3）由W=Pt可知，用電器消耗的電能與用電器的功率和工作時(shí)間有關(guān)．

解答 解：（1）當(dāng)S撥向1時(shí)，電路中只有電烙鐵工作，燈泡被斷路，當(dāng)S撥向2時(shí)，燈泡與電烙鐵串聯(lián)，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$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C正確、B錯(cuò)誤；
（2）電烙鐵的電阻值：
R=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{100W}$=484Ω，
當(dāng)S撥向2時(shí)，燈泡與電烙鐵串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由P=I²R可得，電路中的電流：
I=$\sqrt{\frac{{P}_{保溫}}{R}}$=$\sqrt{\frac{25W}{484Ω}}$=$\frac{5}{22}$，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電路中的總電阻：
R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{\frac{5}{22}A}$=968Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，燈泡的電阻：
R_L=R_總-R=968Ω-484Ω=484Ω，
L的額定電壓為220V，則燈泡的額定功率：
P_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（220V）^{2}}{484Ω}$=100W，即選用的燈泡規(guī)格應(yīng)為“220V 100W”，故A錯(cuò)誤；
（3）由于電烙鐵在正常工作時(shí)和保溫時(shí)的工作時(shí)間不知，所以，由W=Pt可知，無法比較兩者消耗的電能關(guān)系，故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應(yīng)用，分清電烙鐵處于不同狀態(tài)時(shí)電路的連接方式是關(guān)鍵．