Question

【題目】小明同學設計了一種可調節亮度的電路，當開關S撥向觸點1時，燈泡正常發光，已知燈泡L的規格為“220V 100W”，電源電壓為220V．當開關S分別撥向觸點1、2、3時，燈泡亮度隨之發生變化，問：

（1）當開關S撥向觸點2時，燈泡實際消耗的功率為81W，則燈泡中的實際電流是多少？電阻R1的阻值是多少？

（2）當開關S撥向觸點3時，發現燈泡變得更暗，則電阻R2和R1的阻值哪個大？為什么？

（3）指出該同學設計的調光電路還存在什么缺陷？畫出改進后的調光電路圖．

（應有解題過程）

Answer 1

【答案】（1）燈泡中的實際電流約為0.41A；電阻R1的阻值約為54Ω；

（2）R1＜R2，原因：燈泡變暗，說明電路中電流減小，電路中總電阻變大，根據串聯電路電阻特點可知R2的電阻比R1大；

（3）缺陷：電路不能斷開；改進：加一個電路開關或設計一個斷路接點．如圖所示．

【解析】試題分析：（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據R=求出燈泡的電阻，再根據P=I2R求出燈泡的實際電流，再根據歐姆定律求出此時電路的總電阻，根據電阻的串聯特點求出電阻R1的阻值；

（2）燈泡的亮暗取決于實際功率的大小，根據P=I2R可知通過燈泡的電流減小，根據歐姆定律可知，在電源電壓不變時，電路中電阻的變化；

（3）這個設計不可以斷開電路，加一個電路開關或設計一個斷路接點即可．

解：（1）燈泡的電阻為：

RL===484Ω；

當開關S撥向觸點2燈泡實際消耗的功率為81W時，

通過燈泡的實際電流為：

I′===A≈0.41A，

電路的總電阻為：R==≈538Ω

電阻R1的阻值約為R1=R﹣RL=538Ω﹣484Ω=54Ω；

（2）R1＜R2，

原因：燈泡變暗，說明電路中電流減小，電路中總電阻變大，根據串聯電路電阻特點可知R2的電阻比R1大；

（3）缺陷：電路不能斷開；

改進：加一個電路開關或設計一個斷路接點．如圖所示：

答：（1）燈泡中的實際電流約為0.41A；電阻R1的阻值約為54Ω；

（2）R1＜R2，原因：燈泡變暗，說明電路中電流減小，電路中總電阻變大，根據串聯電路電阻特點可知R2的電阻比R1大；

（3）缺陷：電路不能斷開；改進：加一個電路開關或設計一個斷路接點．如圖上圖所示．