Question

在“設(shè)計(jì)和制作一個(gè)模擬調(diào)光燈”的綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小明設(shè)計(jì)的電路圖如圖所示，已知電源電壓為6V，小燈泡上標(biāo)有“4.8V  0.3A”字樣，滑動(dòng)變阻器R_O的規(guī)格是“10Ω  1A”．
（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻及電功率各是多大？
（2）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值R₀多大？
（3）小明設(shè)計(jì)的調(diào)光燈電路有何不足？你改進(jìn)的措施是什么？

Answer 1

分析：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)歐姆定律求出電阻，根據(jù)P=UI求出電功率；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡正常發(fā)光時(shí)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值；
（3）由電路圖及題意知，滑片在最左端時(shí)，燈泡電壓高于額定電壓4.8V，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理提出改進(jìn)意見．

解答：解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓U_L=4.8V，通過的電流I_L=0.3A，
根據(jù)歐姆定律可得，此時(shí)燈泡的電阻：
R_L=

UL

IL

=

4.8V

0.3A

=16Ω，
燈泡的電功率：
P_L=U_LI_L=4.8V×0.3A=1.44W；
（2）∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U₀=U-U_L=6V-4.8V=1.2V，
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻：
R₀=

U0

I0

=

U0

IL

=

1.2V

0.3A

=4Ω；
（3）不足：移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片時(shí)，可能會(huì)使燈泡燒壞；
改進(jìn)的措施：串聯(lián)一個(gè)保護(hù)電阻．
答：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為16Ω，電功率是1.44W；
（2）當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值為4Ω；
（3）不足：移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片時(shí)，可能會(huì)使燈泡燒壞；改進(jìn)的措施：串聯(lián)一個(gè)保護(hù)電阻．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率的公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．