Question

使用電烙鐵時，為了省電和避免因烙頭氧化而不易沾錫，有時會采用如圖所示的電路，該電路在暫不焊接時，可以處于保溫狀態；需要焊接時，能很快達到焊接溫度．已知電烙鐵的規格為“220V　40W”，開關S接a點時，電烙鐵消耗的電功率為P₁，開關接b點時，電烙鐵消耗的功率為P₂，且P₁=4P₂，問：
（1）電烙鐵處于保溫狀態時，開關應和哪一點接觸？
（2）電烙鐵處于保溫狀態時，通過電路的電流是多少？
（3）電路中選用的燈泡L的電阻值是多少？

Answer 1

解：（1）因開關接a點時的功率為開關接b點時功率的四倍，由題意知保溫時的功率應小，故開關S應接b點；
（2）由功率P=得：
R===1210Ω，
當開關S接a時，U=220V，P₁=40W，
當開關S接b時，P₂===10W，
由P₂=I²R得：
保溫時通過電烙鐵的電流I===A≈0.09A；
（3）設燈泡L的電阻為R_L，在保溫狀態時，通過電路的電流為A，此時加在電烙鐵上的電壓為U₁，
U₁=IR=A×1210Ω=110V，
∵串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴加在燈泡上的電壓為U_L=U-U₁=22V-11V=110V，
根據I=可得：
R_L===1210Ω．
答：（1）電烙鐵處于保溫狀態時，開關應和b點接觸；
（2）電烙鐵處于保溫狀態時，通過電路的電流約為0.09A；
（3）電路中選用的燈泡L的電阻值是1210Ω．
分析：（1）保溫時電烙鐵發熱量應較小，故由題意可知應將開關接到使功率較小的位置；
（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，由保溫時的功率與正常工作時的功率關系可得保溫時的功率，由功率公式可求得通過電路的電流；
（3）當開關接b時，電烙鐵與燈泡L串聯．已求得電路中的電流，則由歐姆定律可求得電烙鐵上的電壓，由串聯電路的規律可求得燈泡上的電壓，由歐姆定律可求得燈泡的電阻值．
點評：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．