Question

在综合实践活动中，同学小杨自制了亮度可调节的小台灯，其电路图及灯泡规格如图所示，电源电压U=12V保持不变．
（1）调节开关从触点O依次转动到触点3的过程中，灯泡的亮度将如何变化？写出分析依据．
（2）假设灯泡电阻为R_L，且不因温度变化而变化，已知R₁=R_L．如果调节开关转到触点1时，灯泡的实际功率是多少？

Answer 1

解：（1）开关在触点0时，为基本电路，电路中的电阻最小，电流最大；
开关在触点1时，R₁和灯泡串联，电路的电阻增大，电流减小，灯泡变暗；
当开关在触点2时，R₁和R₂与灯泡串联，电路的电阻再次变大，电流更小，灯泡更暗；
当开关在触点3时，电路中的电阻最大，电流最小，灯泡最暗；
所以当开关从触点0到3的过程中，灯泡的亮度逐渐变暗．
（2）灯丝电阻：
R_L===6Ω，
开关在触点1时，灯泡和R₁串联，
R₁=R_L=×6Ω=2Ω，
电路中的总电阻：
R=R_L+R₁=6Ω+2Ω=8Ω；
电路中的电流：
I===1.5A，
灯的实际功率：P_L=I²R_L=（1.5A）²×6Ω=13.5W．
答：（1）调节开关从触点O依次转动到触点3的过程中，灯泡的亮度变暗；
（2）如果调节开关转到触点1时，灯泡的实际功率是13.5W．
分析：（1）改变触点的位置，电路中的总电阻会随之改变，根据I=分析电路中电流的变化，电流越小，灯泡的亮度会变暗；
（2）根据灯的铭牌求出灯丝电阻、R₁的电阻，利用欧姆定律I=求出电路中的电流，再根据P=I²R求出灯泡的实际功率．
点评：本题关键：一是知道串联电路总电阻与各部分电阻的关系，二是熟练应用欧姆定律和电功率公式进行计算．