Question

使用电烙铁时，为了省电和避免因烙头氧化而不易沾锡，有时会采用如图所示的电路，该电路在暂不焊接时，可以处于保温状态；需要焊接时，能很快达到焊接温度．已知电烙铁的规格为“220V  40W”，开关S接a点时，电烙铁消耗的电功率为P₁，开关接b点时，电烙铁消耗的功率为P₂，且P₁=4P₂，问：
（1）电烙铁处于保温状态时，开关应和哪一点接触？
（2）电烙铁处于保温状态时，通过电路的电流是多少？
（3）电路中选用的灯泡L的电阻值是多少？

Answer 1

分析：（1）保温时电烙铁发热量应较小，故由题意可知应将开关接到使功率较小的位置；
（2）由电烙铁上的铭牌可知额定电压及额定功率，由功率公式可求得电烙铁的电阻值，由保温时的功率与正常工作时的功率关系可得保温时的功率，由功率公式可求得通过电路的电流；
（3）当开关接b时，电烙铁与灯泡L串联．已求得电路中的电流，则由欧姆定律可求得电烙铁上的电压，由串联电路的规律可求得灯泡上的电压，由欧姆定律可求得灯泡的电阻值．

解答：解：（1）因开关接a点时的功率为开关接b点时功率的四倍，由题意知保温时的功率应小，故开关S应接b点；
（2）由功率P=

U2

R

得：
R=

U2

P

=

(220V)2

40W

=1210Ω，
当开关S接a时，U=220V，P₁=40W，
当开关S接b时，P₂=

P1

4

=

40W

4

=10W，
由P₂=I²R得：
保温时通过电烙铁的电流I=

P2 R

=

10W 1210Ω

=

1

11

A≈0.09A；
（3）设灯泡L的电阻为R_L，在保温状态时，通过电路的电流为

1

11

A，此时加在电烙铁上的电压为U₁，
U₁=IR=

1

11

A×1210Ω=110V，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴加在灯泡上的电压为U_L=U-U₁=22V-11V=110V，
根据I=

U

R

可得：
R_L=

UL

I

=

110V

1 11 A

=1210Ω．
答：（1）电烙铁处于保温状态时，开关应和b点接触；
（2）电烙铁处于保温状态时，通过电路的电流约为0.09A；
（3）电路中选用的灯泡L的电阻值是1210Ω．

点评：解答本题应当注意题干中的功率关系，由功率关系结合电烙铁的特点作为突破口，利用所学的功率公式、欧姆定律及串联电路的规律解答．