Question

如圖甲所示為某小組設計的模擬調光燈電路，選用的電源電壓恒為6V，燈泡上標有“3.8V  0.4A”字樣，變阻器上標有“20Ω  1A”字樣．
（1）求燈泡正常發光時的電阻．
（2）求燈泡正常發光時變阻器消耗的電功率．
（3）使用中小明發現這個電路存在缺陷，于是他在電路中串聯了一個電阻R，電路如圖乙所示．你認為R在電路中起到了什么作用？其阻值為多大比較合適？

Answer 1

【答案】分析：（1）首先要搞清“3.8V  0.4A”的物理含義，即燈泡正常工作時的電壓為3.8V，正常工作時的電流為0.4A．然后根據公式R=進行計算．
（2）根據燈泡與滑動變阻器串聯，可以確定燈泡正常發光時電路中的電流及燈泡兩端的電壓，從而確定滑動變阻器兩端的電壓，從而根據公式P=UI計算出滑動變阻器的電功率．
（3）小燈泡的額定電壓為3.8V，若滑動變阻器的阻值過小，很可能使小燈泡燒壞，所以要串聯電阻來保護電路．
解答：解：（1）根據已知條件，小燈泡的電阻為R===9.5Ω
答：燈泡正常發光時的電阻為9.5Ω．
（2）小燈泡正常發光時，兩端的電壓為3.8V．
P_變阻器=（U-U_L）?I=（6V-3.8V）×0.4A=0.88W
答：小燈泡正常發光時滑動變阻器的電功率是0.88W．
（3）根據圖甲，若滑動變阻器的阻值過小時，有可能燒壞小燈泡，所以電路中要串聯一個電阻來保護電路．
要起保護作用，即不能使燈泡由于滑動變阻器的阻值過小而燒壞，又要使燈泡能正常發光，所以乙圖中，當滑動變阻器阻值為0時，電路中的電流為0.4A，小燈泡兩端的電壓為3.8V為宜．
所以R===5.5Ω
答：保護電路（或保護燈泡不變損壞等）；R的阻值為5.5Ω較為合適．
點評：此題主要考查了有關歐姆定律的應用及有關電功率的計算．解決此類題目的關鍵是注意用電器的規格型號，能夠從規格中獲取有用的信息．如額定電壓、額定功率、額定電流值．