Question

如圖所示的電路中，電源電壓220V保持不變，電烙鐵為了省電和避免烙頭氧化而不易沾錫，在暫不焊接時(shí)，可以處于保溫狀態(tài)；需要焊接時(shí)處于加熱狀態(tài)，能很快達(dá)到焊接溫度．開關(guān)S接a點(diǎn)時(shí)，電烙鐵消耗的電功率為P₁=44W．燈泡電阻與電烙鐵電阻相等，且不隨溫度的變化而變化．問：
（1）電烙鐵處于加熱狀態(tài)時(shí)，開關(guān)S如何接？此時(shí)電烙鐵正常工作1小時(shí)所消耗的電能是多少？
（2）電烙鐵的電阻值是多少？
（3）電烙鐵處于保溫狀態(tài)時(shí)，開關(guān)S如何接？此時(shí)電路中電流是多少？

Answer 1

（1）S接在a點(diǎn)時(shí)，電烙鐵消耗的電功率為P₁=44W．
因燈泡電阻與電烙鐵電阻相等，所以R_燈=R₁===1100Ω，
S接在b點(diǎn)時(shí)，電烙鐵消耗的電功率為P₂===22W，
∵P₁＞P₂，
∴S接在a點(diǎn)時(shí)，電烙鐵處于加熱狀態(tài)．
此時(shí)電烙鐵正常工作1小時(shí)所消耗的電能W=Pt=44W?1h=0.044kW?h
答：S接在a點(diǎn)時(shí)，電烙鐵處于加熱狀態(tài)．此時(shí)電烙鐵正常工作1小時(shí)所消耗的電能是0.044kW?h．
（2）R_燈=R₁===1100Ω，
答：電烙鐵的電阻值是1100Ω．
（3）S接在b點(diǎn)時(shí)，電烙鐵處于保溫狀態(tài)．此時(shí)電路中總電阻R_總=R_燈+R_電烙鐵=2×1100Ω=2200Ω，
此時(shí)電路中電流I===0.1A．
答：S接在b點(diǎn)時(shí)，電烙鐵處于保溫狀態(tài)，此時(shí)電路中電流是0.1A．
分析：（1）電烙鐵保溫時(shí)，電功率較小，焊接時(shí)，功率較大，根據(jù)題意計(jì)算出開關(guān)S接在b點(diǎn)的電功率，比較即可得知S的接點(diǎn)．根據(jù)W=Pt可計(jì)算出電烙鐵正常工作1小時(shí)所消耗的電能．
（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；
（3）由保溫時(shí)的功率與正常工作時(shí)的功率關(guān)系可得保溫時(shí)的功率，由功率公式可求得通過電路的電流；
點(diǎn)評(píng)：本題考查消耗電能、電阻的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是開關(guān)斷開與閉合時(shí)電路的連接情況，這也是本題的重點(diǎn)．