Question

使用電烙鐵時(shí)，為了省電和避免因烙頭氧化而不易沾錫，有時(shí)會采用如圖所示的電路，該電路在暫不焊接時(shí)，可以處于保溫狀態(tài)；需要焊接時(shí)，能很快達(dá)到焊接溫度．已知電烙鐵的規(guī)格為“220V  40W”，開關(guān)S接a點(diǎn)時(shí)，電烙鐵消耗的電功率為P₁，開關(guān)接b點(diǎn)時(shí)，電烙鐵消耗的功率為P₂，且P₁=4P₂，問：
（1）電烙鐵處于保溫狀態(tài)時(shí)，開關(guān)應(yīng)和哪一點(diǎn)接觸？
（2）電烙鐵處于保溫狀態(tài)時(shí)，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

分析：（1）保溫時(shí)電烙鐵發(fā)熱量應(yīng)較小，故由題意可知應(yīng)將開關(guān)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(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；
（3）當(dāng)開關(guān)接b時(shí)，電烙鐵與燈泡L串聯(lián)．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(lián)電路的規(guī)律可求得燈泡上的電壓，由歐姆定律可求得燈泡的電阻值．

解答：解：（1）因開關(guān)接a點(diǎn)時(shí)的功率為開關(guān)接b點(diǎn)時(shí)功率的四倍，由題意知保溫時(shí)的功率應(yīng)小，故開關(guān)S應(yīng)接b點(diǎn)；
（2）由功率P=

U2

R

得：
R=

U2

P

=

(220V)2

40W

=1210Ω，
當(dāng)開關(guān)S接a時(shí)，U=220V，P₁=40W，
當(dāng)開關(guān)S接b時(shí)，P₂=

P1

4

=

40W

4

=10W，
由P₂=I²R得：
保溫時(shí)通過電烙鐵的電流I=

P2 R

=

10W 1210Ω

=

1

11

A≈0.09A；
（3）設(shè)燈泡L的電阻為R_L，在保溫狀態(tài)時(shí)，通過電路的電流為

1

11

A，此時(shí)加在電烙鐵上的電壓為U₁，
U₁=IR=

1

11

A×1210Ω=110V，
∵串聯(lián)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(jù)I=

U

R

可得：
R_L=

UL

I

=

110V

1 11 A

=1210Ω．
答：（1）電烙鐵處于保溫狀態(tài)時(shí)，開關(guān)應(yīng)和b點(diǎn)接觸；
（2）電烙鐵處于保溫狀態(tài)時(shí)，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．

點(diǎn)評：解答本題應(yīng)當(dāng)注意題干中的功率關(guān)系，由功率關(guān)系結(jié)合電烙鐵的特點(diǎn)作為突破口，利用所學(xué)的功率公式、歐姆定律及串聯(lián)電路的規(guī)律解答．