Question

一支标有“220V  100W”的电烙铁，为使电烙铁正常工作时电功率为100W，而在不工作时，电烙铁的功率为25W，使之不会完全冷却．为此，某同学设计了如图所示的电路，其中，S为单刀双掷开关，L为一只额定电压为220V的灯泡．下列说法中正确的是（ ）

A．选用的灯泡规格应为“220V 100W”
B．当S拨向1时，电烙铁处于工作状态
C．当S拨向2时，电烙铁处于工作状态
D．在1s内，电烙铁在不工作状态下整个电路消耗的电能与正常工作状态相比，可节约50J的电能

Answer 1

【答案】分析：（1）由电路图可知，当S拨向1时，电路中只有电烙铁工作，灯泡被短路，当S拨向2时，灯泡与电烙铁串联，根据公式P=可知，串联和电烙铁单独工作时功率的大小，从而判断出电烙铁工作和保温时开关的位置．
（2）由电烙铁上的铭牌可知额定电压及额定功率，由功率公式可求得电烙铁的电阻值；应经知道灯泡与电烙铁串联，根据公式U²=PR求出此时电烙铁两端的电压，再利用公式I=求出电路总电流，进一步求出灯泡两端的电压和灯泡的电阻．
（3）先根据公式P=UI求出电烙铁在不工作状态下整个电路消耗的功率，再根据公式W=Pt可求节约的电能．
解答：解：（1）当S拨向1时，电路中只有电烙铁工作，灯泡被短路，当S拨向2时，灯泡与电烙铁串联，根据公式P=可知，电阻越大，功率越小，电烙铁工作时的功率大，电阻小，所以当S拨向1时，电烙铁处于工作状态，故B正确、C错误．
（2）电烙铁的电阻值R===484Ω，当S拨向2时，灯泡与电烙铁串联，此时电烙铁两端的电压为U₁²=P₁R=25W×484Ω，所以此时电烙铁两端的电压为U₁=V=110V，通过电烙铁的电流为I===A，所以加在灯泡上的电压为U_L，U_L=U-U₁=110V，所以灯泡的电阻为R_L===484Ω，“220V  100W”的灯泡的电阻与“220V  100W”的电烙铁的电阻相同，为484Ω，故A正确．
（3）电烙铁在不工作状态下整个电路消耗的功率P₂=UI=220V×A=50W，
在1s内，电烙铁在不工作状态下整个电路消耗的电能与正常工作状态相比，可节约电能W=（P_额-P₂）t=（100W-50W）×1s=50J，故D正确．
故选A、B、D．
点评：本题考查根据电功率公式和串联电路的特点求解．在本题中正好存在电烙铁与灯串联后，各得到电源电压的一半，故灯的实际功率和额定功率是相等的，解答本题应当注意题干中的功率关系，由功率关系结合电烙铁的特点作为突破口，利用所学的功率公式、欧姆定律及串联电路的规律解答．