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(
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
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