Question

【題目】如圖甲所示為某小組設(shè)計(jì)的模擬調(diào)光燈電路，選用的電源電壓恒為6V，燈泡上標(biāo)有“3.8V 0.4A”字樣，變阻器上標(biāo)有“20Ω 1A”字樣．
（1）求燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻．
（2）求燈泡正常發(fā)光時(shí)變阻器消耗的電功率．
（3）使用中小明發(fā)現(xiàn)這個(gè)電路存在缺陷，于是他在電路中串聯(lián)了一個(gè)電阻R0 ， 電路如圖乙所示．你認(rèn)為R0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】
（1）解：根據(jù)已知條件，小燈泡的電阻為R= = =9.5Ω

答：燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為9.5Ω

（2）解：小燈泡正常發(fā)光時(shí)，兩端的電壓為3.8V．

P變阻器=（U﹣UL）I=（6V﹣3.8V）×0.4A=0.88W

答：小燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器的電功率是0.88W

（3）解：根據(jù)圖甲，若滑動(dòng)變阻器的阻值過小時(shí)，有可能燒壞小燈泡，所以電路中要串聯(lián)一個(gè)電阻來保護(hù)電路．

要起保護(hù)作用，即不能使燈泡由于滑動(dòng)變阻器的阻值過小而燒壞，又要使燈泡能正常發(fā)光，所以乙圖中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值為0時(shí)，電路中的電流為0.4A，小燈泡兩端的電壓為3.8V為宜．

所以R0= = =5.5Ω

答：保護(hù)電路（或保護(hù)燈泡不變損壞等）；R0的阻值為5.5Ω較為合適

【解析】（1）首先要搞清“3.8V 0.4A”的物理含義，即燈泡正常工作時(shí)的電壓為3.8V，正常工作時(shí)的電流為0.4A．然后根據(jù)公式R= 進(jìn)行計(jì)算．（2）根據(jù)燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，可以確定燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流及燈泡兩端的電壓，從而確定滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，從而根據(jù)公式P=UI計(jì)算出滑動(dòng)變阻器的電功率．（3）小燈泡的額定電壓為3.8V，若滑動(dòng)變阻器的阻值過小，很可能使小燈泡燒壞，所以要串聯(lián)電阻來保護(hù)電路．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案，需要掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．