Question

一支標有“220V  100W”的電烙鐵，為使電烙鐵正常工作時電功率為100W，而在不工作時，電烙鐵的功率為25W，使之不會完全冷卻．為此，某同學設計了如圖所示的電路，其中，S為單刀雙擲開關，L為一只額定電壓為220V的燈泡．下列說法中正確的是（　　）

• A、選用的燈泡規格應為“220V 100W”
• B、當S撥向1時，電烙鐵處于工作狀態
• C、當S撥向2時，電烙鐵處于工作狀態
• D、在1s內，電烙鐵在不工作狀態下整個電路消耗的電能與正常工作狀態相比，可節約50J的電能

Answer 1

分析：（1）由電路圖可知，當S撥向1時，電路中只有電烙鐵工作，燈泡被短路，當S撥向2時，燈泡與電烙鐵串聯，根據公式P=

U2

R

可知，串聯和電烙鐵單獨工作時功率的大小，從而判斷出電烙鐵工作和保溫時開關的位置．
（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；應經知道燈泡與電烙鐵串聯，根據公式U²=PR求出此時電烙鐵兩端的電壓，再利用公式I=

P

U

求出電路總電流，進一步求出燈泡兩端的電壓和燈泡的電阻．
（3）先根據公式P=UI求出電烙鐵在不工作狀態下整個電路消耗的功率，再根據公式W=Pt可求節約的電能．

解答：解：（1）當S撥向1時，電路中只有電烙鐵工作，燈泡被短路，當S撥向2時，燈泡與電烙鐵串聯，根據公式P=

U2

R

可知，電阻越大，功率越小，電烙鐵工作時的功率大，電阻小，所以當S撥向1時，電烙鐵處于工作狀態，故B正確、C錯誤．
（2）電烙鐵的電阻值R=

U2

P額

=

(220V)2

100W

=484Ω，當S撥向2時，燈泡與電烙鐵串聯，此時電烙鐵兩端的電壓為U₁²=P₁R=25W×484Ω，所以此時電烙鐵兩端的電壓為U₁=

25×484

V=110V，通過電烙鐵的電流為I=

P1

U1

=

25W

110V

=

5

22

A，所以加在燈泡上的電壓為U_L，U_L=U-U₁=110V，所以燈泡的電阻為R_L=

UL

I

=

110V

5 22 A

=484Ω，“220V  100W”的燈泡的電阻與“220V  100W”的電烙鐵的電阻相同，為484Ω，故A正確．
（3）電烙鐵在不工作狀態下整個電路消耗的功率P₂=UI=220V×

5

22

A=50W，
在1s內，電烙鐵在不工作狀態下整個電路消耗的電能與正常工作狀態相比，可節約電能W=（P_額-P₂）t=（100W-50W）×1s=50J，故D正確．
故選A、B、D．

點評：本題考查根據電功率公式和串聯電路的特點求解．在本題中正好存在電烙鐵與燈串聯后，各得到電源電壓的一半，故燈的實際功率和額定功率是相等的，解答本題應當注意題干中的功率關系，由功率關系結合電烙鐵的特點作為突破口，利用所學的功率公式、歐姆定律及串聯電路的規律解答．