Question

2．小明同學想做一個玩具臺燈，現有一電源（其電壓為6V），1只3.8V的小燈泡（這只燈泡發(fā)光是的電阻約為15Ω），并且有一段每厘米電阻為1Ω的電阻絲．怎樣設計這個電路才能使玩具臺燈正常發(fā)光呢？
（1）畫出設計好的電路圖；
（2）應用所學的知識，簡要計算說明電路中的重要數據．

Answer 1

分析 （1）燈泡在額定電壓下正常發(fā)光，根據串聯(lián)電路的分壓特點可知，電源電壓大于小燈泡的額定電壓時應串聯(lián)一個電阻分壓，據此設計電路；
（2）根據串聯(lián)電路的電壓特點求出電阻絲兩端的電壓，根據串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律得出等式即可求出電阻絲的電阻，進一步求出電阻絲的長度．

解答 解：（1）額定電壓為3.8V的小燈泡不能直接接在輸出電壓為6V的電源上；
根據串聯(lián)電路的電壓特點可知，應給小燈泡串聯(lián)一段適當的電阻絲R后，再接在電源上，如下圖所示：

（2）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電阻絲兩端的電壓：
U_R=U-U_L=6V-3.8V=2.2V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{{U}_{R}}{R}$，$\frac{3.8V}{15Ω}$=$\frac{2.2V}{R}$，
解得：R≈8.7Ω，
因每厘米電阻絲的阻值為1Ω，
所以要截取長8.7cm的電阻絲串入電路中．
答：（1）電路圖如上圖所示；
（2）要截取長8.7cm的電阻絲串入電路中，才能使玩具臺燈正常發(fā)光．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的靈活應用，對于這類實際應用題目，關鍵是要靈活的運用串聯(lián)電路的電流和電壓特點進行分析解答．