Question

在綜合實踐活動中，小明設計的模擬調光燈電路如圖所示．已知小燈泡上標有“6V 6W”、滑動變阻器上標有“20Ω 2A”字樣，選用的電源電壓恒為10V．不考慮溫度對燈絲電阻的影響．問：
（1）小燈泡的電阻是多大？
（2）閉合開關s后，當移動滑動變阻器的滑片P，使燈泡正常工作時，電路消耗的總功率是多少？此時滑動變阻器連入電路的電阻多大？
（3）當滑動變阻器的滑片P移到a端時，會出現(xiàn)的情況是什么？針對這種情況，你對小明的設計提出一個合理的建議．

Answer 1

分析：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)．
（1）根據(jù)燈泡的銘牌和R=

U2

P

求出小燈泡的電阻；
（2）先根據(jù)P=UI求出燈泡正常發(fā)光時電路中的電流，然后根據(jù)P=UI求出電路消耗的總功率；再根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點和歐姆定律求出此時滑動變阻器連入電路的電阻；
（3）當滑動變阻器的滑片P移到a端時，電路為燈泡的基本電路，根據(jù)燈泡的額定電壓和電源電壓相比判斷燈泡會出現(xiàn)的情況．

解答：解：（1）∵P=UI，I=

U

R

∴小燈泡的電阻：R=

U2

P

=

(6V)2

6W

=6Ω；
（2）燈泡正常發(fā)光時，電路中的電流：I=

P

U

=

6W

6V

=1A，
則電路此時消耗的總功率：P_總=U_總I=10V×1A=10W；
∵I=

U

R

，并且串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和
∴此時滑動變阻器連入電路的電阻：R=

U總-UL

I

=

10V-6V

1A

=4Ω；
（3）當滑動變阻器的滑片P移到a端時，小燈泡會被燒壞；為了防止燈泡被燒壞，可以在電路中串聯(lián)一只4Ω的保護電阻．
答：（1）小燈泡的電阻是6Ω；
（2）電路消耗的總功率是10W；此時滑動變阻器連入電路的電阻4Ω；
（3）當滑動變阻器的滑片P移到a端時，小燈泡會被燒壞；為了防止燈泡被燒壞，可以在電路中串聯(lián)一只4Ω的保護電阻．

點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率的計算，關鍵是知道燈泡兩端的實際電壓比額定電壓大得多時燈泡會被燒壞，如果實際電壓略大于額定電壓時燈泡會發(fā)出耀眼的光芒．