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．下列說法中錯誤的是（假定用電器的阻值不變）（ ）

A．選用燈泡的規(guī)格應為“220V100W”
B．當S撥向2時，電烙鐵處于工作狀態(tài)
C．當S撥向1時，電烙鐵處于工作狀態(tài)
D．在1s內，電烙鐵在不工作狀態(tài)下整個電路消耗的電能與正常工作狀態(tài)相比，可節(jié)約
50J的電能

Answer 1

【答案】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；當S撥向2時，燈泡與電烙鐵串聯(lián)，根據(jù)公式P=可知，串聯(lián)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(lián)，根據(jù)公式U²=PR求出此時電烙鐵兩端的電壓，再利用公式I=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(jù)公式P=UI求出電烙鐵在不工作狀態(tài)下整個電路消耗的功率，再根據(jù)公式W=Pt可求節(jié)約的電能．
解答：解：（1）當S撥向1時，電路中只有電烙鐵工作；當S撥向2時，燈泡與電烙鐵串聯(lián)，根據(jù)公式P=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(tài)，故C正確、B錯誤．
（2）電烙鐵的電阻值R===484Ω，當S撥向2時，燈泡與電烙鐵串聯(lián)，
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==110V，
通過電烙鐵的電流為I===A，所以加在燈泡上的電壓U_L=U-U₁=110V，燈泡的電阻為R_L===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(tài)下整個電路消耗的功率P₂=UI=220V×A=50W，
在1s內，電烙鐵在不工作狀態(tài)下整個電路消耗的電能與正常工作狀態(tài)相比，
可節(jié)約電能W=（P_額-P₂）t=（100W-50W）×1s=50J，故D正確．
由以上分析可知A、C、D正確，不符合題意；B錯誤，符合題意；
故選B．
點評：本題考查根據(jù)電功率公式和串聯(lián)電路的特點求解．在本題中正好存在電烙鐵與燈串聯(lián)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(lián)電路的規(guī)律解答．