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    小明同学学习了电学知识后，设计了一个调光台灯，灯泡L上标有“6V 3W”的字样，可手头只有9V的恒压电源，于是设计了如图所示电路，图中滑动变阻器R的最大阻值为18Ω．
    （1）求灯泡的电阻和正常工作时的电流；
    （2）为保证灯泡的实际功率不超过额定功率而保护灯泡，求变阻器R的阻值变化范围和灯泡功率的变化范围；
    （3）你认为小明设计的电路有缺陷吗？若有，请指出，并提出改进意见．

    解：（1）∵P=UI，
    ∴灯泡正常工作时的电流：I===0.5A，
    ∵I=，
    ∴灯泡电阻RL===12Ω；
    （2）灯泡正常工作时，电路电流I=0.5A，
    此时滑动变阻器R两端的电压：
    UR=U-UL=9V-6V=3V，
    ∵I=，
    ∴滑动变阻器接入电路的阻值：
    R最小===6Ω，
    滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是：6Ω～18Ω；
    当变阻器全部接入电路时，电路电流最小，
    I最小===0.3A，
    此时灯泡消耗的功率最小
    P最小=I最小2RL=（0.3A）2×12Ω=1.08W，
    灯泡的功率的变化范围为1.08W～3W．
    （3）由电路图可知，当滑片向左滑动时，
    可以使灯泡的电压高于6V，而损坏灯泡，
    因此小明设计的电路有缺陷；
    改进方法：由（1）可知，
    灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω，
    在电路中再串联接入一个阻值为6Ω的定值电阻，
    可以使滑动变阻器接入电路的阻值为零时，
    灯泡正常发光，改变滑动变阻器的阻值，
    可以改变电路电流，该变灯泡的亮度，
    使滑动变阻器真正起到单纯的调光作用，
    如果在电路中再串联一个小于6Ω的定值电阻，
    电路还是存在灯泡电压超过额定电压的危险，
    如果在电路中串联一个阻值大于6Ω的定值电阻，
    则灯泡不能正常发光，因此最佳改进方法是：
    在电路中再串联一个6Ω的定值电阻．
    答：（1）灯泡的电阻是12Ω，灯泡正常工作时的电流是0.5A．
    （2）变阻器R的阻值变化范围是6Ω～18Ω，灯泡功率的变化范围是1.08W～3W．
    （3）小明的设计有缺陷，可以在电路中再串联一个6Ω的定值电阻．
    分析：（1）由灯泡铭牌可知，灯泡额定电压是6V，额定功率是3W，由电功率公式的变形公式可以求出灯泡正常工作时的电流，然后由欧姆定律求出灯泡电阻．
    （2）灯泡在额定电压下的功率是额定功率，由串联电路特点求出灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压，然后由欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值，这是滑动变阻器接入电路的最小阻值；当滑动变阻器全部接入电路时，灯泡功率最小，由欧姆定律求出此时电路电流，然后由电功率公式求出灯泡的实际功率，然后确定滑动变阻器阻值变化范围及灯泡功率变化范围．
    （3）由电路图及题意知，滑片在最左端时，灯泡电压高于额定电压6V，根据串联电路的分压原理提出改进意见．
    点评：本题是一道电学综合计算题，熟练应用电功率公式及其变形公式、串联电路特点、欧姆定律即可正确解题．
    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：

    小明总爱在家里做些课外小实验?在学习了电学知识后，小明与同学合作组装了一个如图所示的实验装置。他想通过该实验测算小电动机提升重物的效率．当他闭合开关后，通过调整实验装置，使钩码在l0s内匀速上升了0.6m，并观察到电压表和电流表的示数分别为3V和0.2A.已知钩码的质量为50g.求：

    （1）电动机在钩码匀速上升的l0s内消耗的电能．

    （2）在钩码匀速上升的过程中，电动机提升钩码的效率约为多少？

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