Question

如圖是電烙鐵內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)，通過控制開關(guān)S使電路具有如下特點(diǎn)：在暫不焊接時(shí)，電烙鐵處于保溫狀態(tài)；需焊接時(shí)，很快達(dá)到焊接溫度．已知電源電壓是220V，當(dāng)開關(guān)S接在a點(diǎn)時(shí)，電烙鐵的電功率P₁為200W．當(dāng)開關(guān)S接在b點(diǎn)時(shí)，電烙鐵的電功率P₂為50W．問：

（1）電烙鐵處于保溫狀態(tài)時(shí)，開關(guān)S接在哪點(diǎn)？為什么？
（2）在焊接時(shí)，電路中的電流是多少？如果電烙鐵工作30min，消耗多少電能？
（3）電阻R₂的阻值是多大？

Answer 1

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)題意可知電烙鐵處于保溫狀態(tài)時(shí)，開關(guān)S的接點(diǎn)．
（2）焊接時(shí)，開關(guān)S接在a點(diǎn)，電路中只有電阻R₁工作，已知焊接功率和額定電壓，根據(jù)公式I=

P

U

可求在焊接時(shí)，電路中的電流．還知道工作時(shí)間，根據(jù)公式W=Pt可求消耗的電能．
（3）開關(guān)S接在a點(diǎn)，電路中只有R₁，根據(jù)公式R=

U2

P

可求電阻R₁的阻值，開關(guān)S接在b點(diǎn)，電路是R₁與R₂串聯(lián)，根據(jù)公式R=

U2

P

可求電路總電阻，總電阻減去電阻R₁的阻值就等于電阻R₂的阻值．

解答：解：（1）電烙鐵處于保溫狀態(tài)時(shí)，開關(guān)S接在b點(diǎn)．
開關(guān)S接a點(diǎn)時(shí)，電烙鐵的電功率為200W．當(dāng)開關(guān)S接在b點(diǎn)時(shí)，電烙鐵的電功率為50W．保溫狀態(tài)時(shí)的功率較小，所以開關(guān)S應(yīng)接在b點(diǎn)．
（2）焊接時(shí)，開關(guān)S接在a點(diǎn)，電烙鐵的電功率P₁為200W．
在焊接時(shí)，電路中的電流是I=

P1

U

=

200W

220V

=0.91A，
電烙鐵工作30min，消耗電能W=P₁t=200W×30×60s=3.6×10⁵J．
答：焊接時(shí)，電路中電流0.91A；工作30min消耗電能3.6×10⁵J．
（3）開關(guān)S接在a點(diǎn)，電路中只有R₁，
電阻R₁的阻值R₁=

U2

P1

=

(220V)2

200W

=242Ω，
開關(guān)S接在b點(diǎn)，電路是R₁與R₂串聯(lián)，R=R₁+R₂
電路總電阻R=

U2

P2

=

(220V)2

50W

=968Ω，
所以電阻R₂的阻值R₂=R-R₁=968Ω-242Ω=726Ω，
答：電阻R₂的電阻值為726Ω．

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)．