一支标有“220V200W”的电烙铁，为使电烙铁正常工作时的电功率为200W，而在不工作时电烙铁的电功率为50W，使之不会完全冷却．某同学设计了如图的电路，其中，S为单刀双掷开关，L为一

Question

一支标有“220V　200W”的电烙铁，为使电烙铁正常工作时的电功率为200W，而在不工作时电烙铁的电功率为50W，使之不会完全冷却．某同学设计了如图的电路，其中，S为单刀双掷开关，L为一只额定电压为220V的灯泡．不考虑温度对电阻的影响，下列说法准确的是（　　）

A．电烙铁的电阻为11Ω
B．选用灯泡的规格应为“220V 100W”
C．当S拨向2时，电烙铁处于工作状态
D．在1s内，电烙铁在不工作状态下整个电路消耗的电能与正常工作状态相比，可节约100J电能

Answer 1

A、电烙铁的电阻值：R=(U2)/(P)=((220V)2)/(200W)=242Ω；故A错误；
B、选用灯泡的规格应为“220V 100W”，则灯泡阻值为：R_L=(U2)/(PL)=((220V)2)/(100W)=484Ω；
如果灯泡与电烙铁串联，电路中的电阻变为484Ω+242Ω=726Ω，
则电流为I=(U)/(R总)=(220V)/(726Ω)≈0.3A，
由P=I²R可知，电烙铁的功率为P=I²R=（0.3A）²×242Ω=22.2W；故B错误；
C、当S拨向1时，电路中只有电烙铁工作，并且两端电压为220V，
此时电烙铁正常工作；当S拨向2时，灯泡与电烙铁串联，由于串联电路起分压作用，
因此此时电烙铁两端电压小于220V，因此电烙铁不能正常工作，故C错误；
D、当S拨向1时，电烙铁1s内消耗的电能为W=Pt=200W×1s=200J；
当S拨向2时，灯泡与电烙铁串联，由于在不工作时电烙铁的电功率为50W，
则由P=(U2)/(R)得：(P实)/(P额)=（(U实)/(U额)）²，
所以U_实=√((P实)/(P额))×U_额=√((50W)/(200W))×220V，
则电路中电流为I=(U实)/(R)=(110V)/(242Ω)=(5)/(11)A，
此时1s内整个电路消耗的电能为W′=UIt=220V×(5)/(11)A×1s=100J；
因此在1s内，电烙铁在不工作状态下整个电路消耗的电能与正常工作状态相比，
可节约的电能为200J-100J=100J．
故D正确．
故选D．