Question

如图所示的电路中，电源电压220V保持不变，电烙铁为了省电和避免烙头氧化而不易沾锡，在暂不焊接时，可以处于保温状态；需要焊接时处于加热状态，能很快达到焊接温度．开关S接a点时，电烙铁消耗的电功率为P₁=44W．灯泡电阻与电烙铁电阻相等，且不随温度的变化而变化．问：
（1）电烙铁处于加热状态时，开关S如何接？此时电烙铁正常工作1小时所消耗的电能是多少？
（2）电烙铁的电阻值是多少？
（3）电烙铁处于保温状态时，开关S如何接？此时电路中电流是多少？

Answer 1

（1）S接在a点时，电烙铁消耗的电功率为P₁=44W．
因灯泡电阻与电烙铁电阻相等，所以R_灯=R₁===1100Ω，
S接在b点时，电烙铁消耗的电功率为P₂===22W，
∵P₁＞P₂，
∴S接在a点时，电烙铁处于加热状态．
此时电烙铁正常工作1小时所消耗的电能W=Pt=44W?1h=0.044kW?h
答：S接在a点时，电烙铁处于加热状态．此时电烙铁正常工作1小时所消耗的电能是0.044kW?h．
（2）R_灯=R₁===1100Ω，
答：电烙铁的电阻值是1100Ω．
（3）S接在b点时，电烙铁处于保温状态．此时电路中总电阻R_总=R_灯+R_电烙铁=2×1100Ω=2200Ω，
此时电路中电流I===0.1A．
答：S接在b点时，电烙铁处于保温状态，此时电路中电流是0.1A．
分析：（1）电烙铁保温时，电功率较小，焊接时，功率较大，根据题意计算出开关S接在b点的电功率，比较即可得知S的接点．根据W=Pt可计算出电烙铁正常工作1小时所消耗的电能．
（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；
（3）由保温时的功率与正常工作时的功率关系可得保温时的功率，由功率公式可求得通过电路的电流；
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．