Question

兩個用電器的額定電壓都是6V，額定電流分別為0.1A和0.3A．
（1）把這兩個用電器并聯后接在電壓為8V的電路中，要使它們都能正常工作，應附加多大的電阻，怎樣連接（畫電路圖計算說明），該電阻的功率至少需多大？
（2）如果把它們串聯后接在12V的電路上，要使它們都正常工作應該怎樣做（畫電路圖計算說明）？并計算電路的總功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）電路電壓大于用電器的額定電壓，要使用電器正常工作，在電路中應串聯一個分壓電阻，
根據串并聯電路的特點及歐姆定律可求出串聯電阻的阻值，由功率公式P=I²R可求出電阻功率；
（2）兩用電器串聯在電路中，要保證兩用電器都正常工作，則應給額定電流小的用電器并聯一個分流電阻，
由功率公式P=UI可求出電路的功率．
解答：解：（1）把這兩個用電器并聯后接在電壓為8V的電路中，要使它們都能正常工作，應在串聯一電阻R_x，電路圖如圖一所示；
由串聯電路的特點知：串聯電阻電壓U_Rx=U-U_用電器=8V-6V=2V，
由并聯電路特點知，電路電流I=I_Rx=I₁+I₂=0.1A+0.3A=0.4A，
串聯電阻R_x的阻值R_x===5Ω；
串聯電阻的功率P_Rx=U_RxI_Rx=2V×0.4A=0.8W．
答：要使用電器正常工作，電路中應串聯一個電阻，電路圖如圖一所示，R_x=5Ω，該電阻
（2）如果把它們串聯后接在12V的電路上，要使它們都正常工作，應在額定電流為0.1A的用電器兩端并聯一個分流電阻R_x，如圖二所示；
通過并聯電阻的電流I_RX=I₂-I₁=0.3A-0.1A=0.2A，
并聯電阻阻值R_x====30Ω，
電路的總功率P_總=UI₂=12×0.3A=3.6W；
答：要使用電器正常工作，應給第一個用電器并聯一個電阻，
電路圖如圖二所示，并聯電阻阻值R_x=30Ω，電路總功率是3.6W．
點評：本題考查了串并聯電路的特點、歐姆定律、功率公式、電路設計，對學生來說電路設計有一定的難度；熟練掌握串并聯電路的特點，設計出能保證用電器正常工作的電路是正確解題的前提與基礎．