Question

在“設計和制作一個模擬調光燈”的綜合實踐活動中，小明設計的電路圖如圖所示，已知電源電壓為6V，小燈泡上標有“4.8V  0.3A”字樣，滑動變阻器R_O的規格是“10Ω  1A”．
（1）小燈泡正常發光時的電阻及電功率各是多大？
（2）移動滑動變阻器的滑動片，當燈泡正常發光時，滑動變阻器接入電路的電阻值R₀多大？
（3）小明設計的調光燈電路有何不足？你改進的措施是什么？

Answer 1

分析：（1）燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，根據歐姆定律求出電阻，根據P=UI求出電功率；
（2）根據串聯電路的電壓特點求出燈泡正常發光時變阻器兩端的電壓，根據串聯電路的電流特點和歐姆定律求出滑動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，燈泡電壓高于額定電壓4.8V，根據串聯電路的分壓原理提出改進意見．

解答：解：（1）燈泡正常發光時的電壓U_L=4.8V，通過的電流I_L=0.3A，
根據歐姆定律可得，此時燈泡的電阻：
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）∵串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴當燈泡正常發光時，滑動變阻器兩端的電壓：
U₀=U-U_L=6V-4.8V=1.2V，
∵串聯電路中各處的電流相等，
∴滑動變阻器接入電路中的電阻：
R₀=

U0

I0

=

U0

IL

=

1.2V

0.3A

=4Ω；
（3）不足：移動滑動變阻器的滑動片時，可能會使燈泡燒壞；
改進的措施：串聯一個保護電阻．
答：（1）小燈泡正常發光時的電阻為16Ω，電功率是1.44W；
（2）當燈泡正常發光時，滑動變阻器接入電路的電阻值為4Ω；
（3）不足：移動滑動變阻器的滑動片時，可能會使燈泡燒壞；改進的措施：串聯一個保護電阻．

點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率的公式的應用，關鍵是知道燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等．