解题思路:(1)由R=
U
2
P
可求得电烙铁的电阻值;
(2)根据灯泡规格求出阻值,根据灯泡与电烙铁串联后求出电烙铁消耗的功率,与题中所给数据相比,可判断灯泡的规格是否与电烙铁的规格是否相同;
(3)由电路图可知,当S拨向1时,电路中只有电烙铁工作;当S拨向2时,灯泡与电烙铁串联,根据串联电路起分压作用可知,电烙铁两端电压将小于其额定电压220V,则此时的电烙铁不能正常工作,从而判断出电烙铁工作和保温时开关的位置.
(4)已知电烙铁在不工作状态下的功率求出电烙铁两端的电压和电流,利用根据公式W=Pt求出电烙铁正常工作时消耗的电能;再利用W=UIt求出电烙铁在不工作状态下消耗的电能,二者之差即为节约的电能.
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:RL=
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.
点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;电功率的计算.
考点点评: 本题考查消耗电能、电阻的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是开关断开与闭合时电路的连接情况,这也是本题的重点.