Question

2．小明同学想做一个玩具台灯，现有一电源（其电压为6V），1只3.8V的小灯泡（这只灯泡发光是的电阻约为15Ω），并且有一段每厘米电阻为1Ω的电阻丝．怎样设计这个电路才能使玩具台灯正常发光呢？
（1）画出设计好的电路图；
（2）应用所学的知识，简要计算说明电路中的重要数据．

Answer 1

分析 （1）灯泡在额定电压下正常发光，根据串联电路的分压特点可知，电源电压大于小灯泡的额定电压时应串联一个电阻分压，据此设计电路；
（2）根据串联电路的电压特点求出电阻丝两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出电阻丝的电阻，进一步求出电阻丝的长度．

解答 解：（1）额定电压为3.8V的小灯泡不能直接接在输出电压为6V的电源上；
根据串联电路的电压特点可知，应给小灯泡串联一段适当的电阻丝R后，再接在电源上，如下图所示：

（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电阻丝两端的电压：
U_R=U-U_L=6V-3.8V=2.2V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{{U}_{R}}{R}$，$\frac{3.8V}{15Ω}$=$\frac{2.2V}{R}$，
解得：R≈8.7Ω，
因每厘米电阻丝的阻值为1Ω，
所以要截取长8.7cm的电阻丝串入电路中．
答：（1）电路图如上图所示；
（2）要截取长8.7cm的电阻丝串入电路中，才能使玩具台灯正常发光．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活应用，对于这类实际应用题目，关键是要灵活的运用串联电路的电流和电压特点进行分析解答．