Question

電烙鐵是修理電器時(shí)常用的一種工具，李師傅有一只標(biāo)有“220V 100W”字樣的電烙鐵，他為了讓其正常使用時(shí)，烙鐵頭能正常消耗100W的電功率，而放下不使用時(shí)，烙鐵頭只消耗25W的電功率，使之不至于完全冷卻，又節(jié)約了電能．于是他設(shè)計(jì)了一個(gè)電路實(shí)現(xiàn)了以上目的，其共作電路可簡(jiǎn)化為如圖所示，其中R為烙鐵頭內(nèi)的發(fā)熱電阻，L是他外接的燈泡，S是單刀雙擲開(kāi)關(guān)（即S可閉合到a、也可閉合到b）．
（1）用公式分析說(shuō)明電烙鐵的加熱狀態(tài)和保溫狀態(tài)．
（2）在這個(gè)設(shè)計(jì)中，李師傅手頭只有額定電壓為220V的燈泡L，他接入電路的燈泡額定功率為多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）由電路圖可知，當(dāng)S接a時(shí)，電路為R的簡(jiǎn)單電路；當(dāng)S接b時(shí)，R與L串聯(lián)；根據(jù)P=可知，電烙鐵的電阻不變，分得的電壓越小，電功率越小，據(jù)此判斷電烙鐵的狀態(tài)；
（2）保溫時(shí)電烙鐵的功率25W是加熱時(shí)電烙鐵功率100W的，電烙鐵的電阻不變，根據(jù)P=可知電烙鐵兩端的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的，即此時(shí)燈泡兩端的電壓和電烙鐵兩端的電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知燈泡的電阻與電烙鐵的電阻相等，根據(jù)P=可知燈泡的額定功率和電烙鐵的額定功率相等．
解答：解：（1）由電路圖可知，當(dāng)S接a時(shí)電路為R的簡(jiǎn)單電路，當(dāng)S接b時(shí)R與L串聯(lián)，
根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)可知：當(dāng)S接b時(shí)，電烙鐵分得的電壓變小，
由P=可知，電烙鐵的電功率變小，故S接a時(shí)為加熱狀態(tài)，S接b時(shí)為保溫狀態(tài)；
（2）∵保溫時(shí)電烙鐵的功率25W是加熱時(shí)電烙鐵功率100W的，且電烙鐵的電阻不變，
∴根據(jù)P=可知電烙鐵兩端的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的，即此時(shí)燈泡和電烙鐵兩端的電壓相等，
∵串聯(lián)電路各處的電流相等，
∴燈泡的電阻與電烙鐵的電阻相等，
又∵燈泡與電烙鐵的額定電壓相等，
∴根據(jù)P=可得：燈泡的額定功率和電烙鐵的額定功率相等，即燈泡的額定功率為100W．
答：（1）S接a時(shí)為加熱狀態(tài)，S接b時(shí)為保溫狀態(tài)；
（2）燈泡額定功率為100W．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和電功率公式的靈活運(yùn)用，利用好保溫時(shí)電烙鐵的功率和加熱時(shí)電烙鐵功率之間的關(guān)系是關(guān)鍵．