Question

在“设计和制作一个模拟调光灯”的综合实践活动中，小明设计的电路图如图所示，已知电源电压为6V，小灯泡上标有“4.8V  0.3A”字样，滑动变阻器R_O的规格是“10Ω  1A”．
（1）小灯泡正常发光时的电阻及电功率各是多大？
（2）移动滑动变阻器的滑动片，当灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻值R₀多大？
（3）小明设计的调光灯电路有何不足？你改进的措施是什么？

Answer 1

分析：（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据欧姆定律求出电阻，根据P=UI求出电功率；
（2）根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时变阻器两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻值；
（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4.8V，根据串联电路的分压原理提出改进意见．

解答：解：（1）灯泡正常发光时的电压U_L=4.8V，通过的电流I_L=0.3A，
根据欧姆定律可得，此时灯泡的电阻：
R_L=

UL

IL

=

4.8V

0.3A

=16Ω，
灯泡的电功率：
P_L=U_LI_L=4.8V×0.3A=1.44W；
（2）∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：
U₀=U-U_L=6V-4.8V=1.2V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴滑动变阻器接入电路中的电阻：
R₀=

U0

I0

=

U0

IL

=

1.2V

0.3A

=4Ω；
（3）不足：移动滑动变阻器的滑动片时，可能会使灯泡烧坏；
改进的措施：串联一个保护电阻．
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为16Ω，电功率是1.44W；
（2）当灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻值为4Ω；
（3）不足：移动滑动变阻器的滑动片时，可能会使灯泡烧坏；改进的措施：串联一个保护电阻．

点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的公式的应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．