4. 220V的恒定电压下，教室里原来开着3盏灯，闭合另一只开关后，另外3盏灯也亮了。已知各盏灯规格均相同，下列关于教室里照明电路的分析中正确的是(
A.另一只开关闭合，另外3盏灯同时亮，它们之间既可能串联也可能并联
B.另一只开关闭合，教室里6盏灯的总功率是原来3盏灯的2倍
C.另一只开关闭合，教室里6盏灯的总电阻是原来3盏灯的2倍
D.另一只开关闭合，教室里干路中的电流是原来的$\frac{1}{2}$
B
)。A.另一只开关闭合，另外3盏灯同时亮，它们之间既可能串联也可能并联
B.另一只开关闭合，教室里6盏灯的总功率是原来3盏灯的2倍
C.另一只开关闭合，教室里6盏灯的总电阻是原来3盏灯的2倍
D.另一只开关闭合，教室里干路中的电流是原来的$\frac{1}{2}$
答案：4 B
5. 有一只标有“220V 100W”字样的电烙铁(设电阻丝阻值不变)，为使电烙铁正常工作时的电功率为100W，而不工作时电烙铁的电功率为25W，使之不会完全冷却，某同学设计了如图15 - 12 - 3所示的电路。其中，S为单刀双掷开关，L为一个额定电压为220V的灯泡。下列说法中正确的是(
A.选用灯泡的规格应为“220V 50W”
B.当S拨向1时，电烙铁处于保温状态
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50J的电能
D
)。A.选用灯泡的规格应为“220V 50W”
B.当S拨向1时，电烙铁处于保温状态
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50J的电能
答案：5 D
解析：
解：电烙铁电阻$R_{ 烙}=\frac{U^{2}}{P_{ 额}}=\frac{(220\, V)^{2}}{100\, W}=484\,\Omega$。
不工作时，电烙铁功率$P_{ 保}=25\, W$，电流$I=\sqrt{\frac{P_{ 保}}{R_{ 烙}}}=\sqrt{\frac{25\, W}{484\,\Omega}}=\frac{5}{22}\, A$，总电阻$R_{ 总}=\frac{U}{I}=\frac{220\, V}{\frac{5}{22}\, A}=968\,\Omega$，灯泡电阻$R_{ L}=R_{ 总}-R_{ 烙}=968\,\Omega-484\,\Omega=484\,\Omega$，灯泡功率$P_{ L}=I^{2}R_{ L}=(\frac{5}{22}\, A)^{2}×484\,\Omega=25\, W$。
正常工作时，电路总功率$P_{ 工}=100\, W$；不工作时，总功率$P_{ 总保}=P_{ 保}+P_{ L}=25\, W+25\, W=50\, W$。
1s内节约电能$\Delta W=(P_{ 工}-P_{ 总保})t=(100\, W-50\, W)×1\, s=50\, J$。
S拨向1时，电烙铁单独接入，为工作状态；拨向2时，灯与电烙铁串联，为保温状态。
D正确。
答案：D
不工作时，电烙铁功率$P_{ 保}=25\, W$，电流$I=\sqrt{\frac{P_{ 保}}{R_{ 烙}}}=\sqrt{\frac{25\, W}{484\,\Omega}}=\frac{5}{22}\, A$，总电阻$R_{ 总}=\frac{U}{I}=\frac{220\, V}{\frac{5}{22}\, A}=968\,\Omega$，灯泡电阻$R_{ L}=R_{ 总}-R_{ 烙}=968\,\Omega-484\,\Omega=484\,\Omega$，灯泡功率$P_{ L}=I^{2}R_{ L}=(\frac{5}{22}\, A)^{2}×484\,\Omega=25\, W$。
正常工作时，电路总功率$P_{ 工}=100\, W$；不工作时，总功率$P_{ 总保}=P_{ 保}+P_{ L}=25\, W+25\, W=50\, W$。
1s内节约电能$\Delta W=(P_{ 工}-P_{ 总保})t=(100\, W-50\, W)×1\, s=50\, J$。
S拨向1时，电烙铁单独接入，为工作状态；拨向2时，灯与电烙铁串联，为保温状态。
D正确。
答案：D
6. 某同学将装有额定容积水的电水壶单独接入电路，发现初温$20^{\circ}C$的水被加热至$100^{\circ}C$恰好沸腾，通电时间为7min，电能表脉冲指示灯闪烁了280次。电能表表盘和电水壶的铭牌如图15 - 12 - 4所示，电水壶的阻值不变。[已知$c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg· ^{\circ}C)$，$\rho_{水}=1×10^{3}kg/m^{3}$]
(1) 电水壶的实际功率为多大?
(2) 该同学家中家庭电路的实际电压为多大?
(3) 在此过程中，电水壶的烧水效率为多大?
(4) 该同学猜想：若在220V电压下重复刚才的探究，那么加热时间会
(1) 电水壶的实际功率为多大?
(2) 该同学家中家庭电路的实际电压为多大?
(3) 在此过程中，电水壶的烧水效率为多大?
(4) 该同学猜想：若在220V电压下重复刚才的探究，那么加热时间会
变短
(变短/不变/变长)，电水壶的烧水效率会变大
(变小/不变/变大)。答案：6 (1) 2000 W (2) 200 V (3) 80％ (4) 变短 变大
解析：
(1) 解：电能表参数为$1200\ imp/(kW·h)$，闪烁$280$次消耗电能$W = \frac{280}{1200}\ kW·h = \frac{7}{30}\ kW·h = \frac{7}{30} × 3.6 × 10^{6}\ J = 8.4 × 10^{5}\ J$，时间$t = 7\ min = 420\ s$，实际功率$P_{ 实} = \frac{W}{t} = \frac{8.4 × 10^{5}\ J}{420\ s} = 2000\ W$
(2) 解：电水壶额定功率$P_{ 额} = 2420\ W$，额定电压$U_{ 额} = 220\ V$，电阻$R = \frac{U_{ 额}^{2}}{P_{ 额}} = \frac{(220\ V)^{2}}{2420\ W} = 20\ \Omega$，由$P_{ 实} = \frac{U_{ 实}^{2}}{R}$得$U_{ 实} = \sqrt{P_{ 实}R} = \sqrt{2000\ W × 20\ \Omega} = 200\ V$
(3) 解：水的体积$V = 2\ L = 2 × 10^{-3}\ m^{3}$，质量$m = \rho V = 1 × 10^{3}\ kg/m^{3} × 2 × 10^{-3}\ m^{3} = 2\ kg$，吸收热量$Q_{ 吸} = cm\Delta t = 4.2 × 10^{3}\ J/(kg·^{\circ} C) × 2\ kg × (100^{\circ} C - 20^{\circ} C) = 6.72 × 10^{5}\ J$，效率$\eta = \frac{Q_{ 吸}}{W} × 100\% = \frac{6.72 × 10^{5}\ J}{8.4 × 10^{5}\ J} × 100\% = 80\%$
(4) 变短；变大
(2) 解：电水壶额定功率$P_{ 额} = 2420\ W$，额定电压$U_{ 额} = 220\ V$，电阻$R = \frac{U_{ 额}^{2}}{P_{ 额}} = \frac{(220\ V)^{2}}{2420\ W} = 20\ \Omega$，由$P_{ 实} = \frac{U_{ 实}^{2}}{R}$得$U_{ 实} = \sqrt{P_{ 实}R} = \sqrt{2000\ W × 20\ \Omega} = 200\ V$
(3) 解：水的体积$V = 2\ L = 2 × 10^{-3}\ m^{3}$，质量$m = \rho V = 1 × 10^{3}\ kg/m^{3} × 2 × 10^{-3}\ m^{3} = 2\ kg$，吸收热量$Q_{ 吸} = cm\Delta t = 4.2 × 10^{3}\ J/(kg·^{\circ} C) × 2\ kg × (100^{\circ} C - 20^{\circ} C) = 6.72 × 10^{5}\ J$，效率$\eta = \frac{Q_{ 吸}}{W} × 100\% = \frac{6.72 × 10^{5}\ J}{8.4 × 10^{5}\ J} × 100\% = 80\%$
(4) 变短；变大