Question

如图是电烙铁内部的电路结构，通过控制开关S使电路具有如下特点：在暂不焊接时，电烙铁处于保温状态；需焊接时，很快达到焊接温度．已知电源电压是220V，当开关S接在a点时，电烙铁的电功率P₁为200W．当开关S接在b点时，电烙铁的电功率P₂为50W．问：

（1）电烙铁处于保温状态时，开关S接在哪点？为什么？
（2）在焊接时，电路中的电流是多少？如果电烙铁工作30min，消耗多少电能？
（3）电阻R₂的阻值是多大？

Answer 1

解：（1）电烙铁处于保温状态时，开关S接在b点．
开关S接a点时，电烙铁的电功率为200W．当开关S接在b点时，电烙铁的电功率为50W．保温状态时的功率较小，所以开关S应接在b点．
（2）焊接时，开关S接在a点，电烙铁的电功率P₁为200W．
在焊接时，电路中的电流是I===0.91A，
电烙铁工作30min，消耗电能W=P₁t=200W×30×60s=3.6×10⁵J．
答：焊接时，电路中电流0.91A；工作30min消耗电能3.6×10⁵J．
（3）开关S接在a点，电路中只有R₁，
电阻R₁的阻值R₁===242Ω，
开关S接在b点，电路是R₁与R₂串联，R=R₁+R₂
电路总电阻R===968Ω，
所以电阻R₂的阻值R₂=R-R₁=968Ω-242Ω=726Ω，
答：电阻R₂的电阻值为726Ω．
分析：（1）电烙铁保温时，电功率较小，焊接时，功率较大，根据题意可知电烙铁处于保温状态时，开关S的接点．
（2）焊接时，开关S接在a点，电路中只有电阻R₁工作，已知焊接功率和额定电压，根据公式I=可求在焊接时，电路中的电流．还知道工作时间，根据公式W=Pt可求消耗的电能．
（3）开关S接在a点，电路中只有R₁，根据公式R=可求电阻R₁的阻值，开关S接在b点，电路是R₁与R₂串联，根据公式R=可求电路总电阻，总电阻减去电阻R₁的阻值就等于电阻R₂的阻值．
点评：本题考查消耗电能、电阻的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是开关断开与闭合时电路的连接情况，这也是本题的重点．