Question

10．由于电烙铁使用前需要一定的预热时间，所以若暂时不用，最好也接在电源上，但如此操作既会造成烙铁头因高温氧化而不沾锡，又费电．通过学习，小勇设计了如图的电路：暂时不需焊接时，断开S使电烙铁处于预热状态；需要焊接时，闭合S电烙铁就能很快达到焊接温度．已知电烙铁上标有“220V　25W“字样，电灯泡上标有“220V　100W“字样（不考虑电灯泡和电烙铁的阻值随温度的变化），若将这个电路接入220伏电路中：
（1）电灯泡的额定电流大于电烙铁的额定电流，接入电路后，你认为电烙铁不会．（填“会“或“不会”）被烧坏．
（2）S闭合和S断开时，电烙铁的实际功率分别是多少？

Answer 1

分析 （1）将灯泡和电烙铁串联接入电路后，电烙铁的额定功率不会超过25W；
（2）已知电烙铁的额定电压和额定功率和电灯泡的额定电压和额定功率，根据公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可分别求电烙铁和灯泡的电阻；
S闭合时，电烙铁的实际功率等于额定功率；
S断开时，灯泡与电烙铁串联，可求总电阻，根据欧姆定律进一步求出此时电路的电流，根据公式U=IR求出电烙铁两端的实际电压，进一步求出电烙铁消耗的电功率．

解答 解：（1）由图可知，将灯泡和电烙铁串联接入电路后，尽管电灯泡的额定电流大于电烙铁的额定电流，但接入电路后，电烙铁的实际功率不会超过25W，故电烙铁不会被烧坏．
（2）S闭合时，电烙铁的实际功率等于额定功率P₁=25W
电烙铁电阻R₁=$\frac{{U}_{1额}^{2}}{{P}_{1额}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{25W}$=1936Ω
电灯泡的电阻R₂=$\frac{{U}_{2额}^{2}}{{P}_{2额}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{100W}$484Ω
S断开时，电路中的电流I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{220V}{1936Ω+484Ω}$=$\frac{1}{11}$A，
电烙铁消耗的功率P₂=I²R₁=${（\frac{1}{11}A）}^{2}$×1936Ω=16W．
答：（1）不会；
（2）S闭合电烙铁的实际功率是25W；S断开时电烙铁的实际功率是16W．

点评 本题考查电阻、电流、电压、实际功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是能理解开关断开与闭合时电路的连接情况，还要知道串联电路电阻的规律．