Question

9．黑夜看不见开关位置，为此李可同学设计了如图所示电路．当单刀双掷开关S合向b时，照明灯亮，指示灯灭，避免指示灯费电；当S合向a时，照明灯灭，指示灯亮，人就可以看到开关的位置（S只能处于这两种状态）．他利用一个正常工作电压为10V，正常工作电流为0.05A的小灯泡和一个定值电阻来安装指示灯．
（1）为使指示灯正常发光，请在图示方框内完成指示灯和定值电阻的连接电路；
（2）该定值电阻的阻值为多大？

Answer 1

分析 （1）S接a时，指示灯的额定电压远低于电源电压220V，因此要串联电阻来分担多余的电压；
（2）根据串联电路的电压特点求出指示灯正常发光时串联电阻两端的电压，再根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出串联电阻的阻值．

解答 解：（1）指示灯的额定电压是10V，所以需要将电阻与灯泡串联进行分压才可以，电路图如图所示：

（2）因串联电路中各处的电流相等，
所以，指示灯正常发光时电路中的电流：
I=0.05A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，指示灯两端的电压：
U_R=U-U_L=220V-10V=210V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，串联电路的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{210V}{0.05A}$=4200Ω． 
答：（1）指示灯和定值电阻的连接电路如上图所示；
（2）该定值电阻的阻值为4200Ω．

点评 本题考查了串联电路的分压特点和欧姆定律的应用，是一道较为简单的应用题．