Question

在綜合實踐活動課上，小明設(shè)計了如圖所示的模擬調(diào)光燈電路，此電路中電源電壓不變，燈泡L標(biāo)有“6 V　3 W”字樣，定值電阻R₁的阻值為6 Ω。將滑動變阻器R₂的滑片P置于最右端，閉合開關(guān)，電壓表和電流表示數(shù)分別為6 V和0.3 A；移動滑片P至某一位置，電壓表和電流表示數(shù)分別為1 V和0.5 A。

(1)燈泡L正常發(fā)光時的電阻多大？

(2)滑動變阻器R₂的滑片P在最右端時，閉合開關(guān)，燈泡L的實際功率多大？

(3)為使燈泡安全工作，R₂的滑片能自由滑動，且滑片P滑到某一端時燈泡能正常發(fā)光，應(yīng)采取怎樣的保護措施？請具體說明。

Answer 1

解：(1)燈泡正常發(fā)光時的電阻R_L＝＝＝12 Ω

(2)P在某一位置時，U₂＝1 V，I＝0.5 A，而燈泡正常發(fā)光時的電流為0.5 A，所以此時燈泡正常發(fā)光，U_L＝6 V

電阻R₁兩端的電壓U₁＝IR₁＝0.5 A×6 Ω＝3 V

電源電壓U＝U_L＋U₁＋U₂＝6 V＋3 V＋1 V＝10 V

當(dāng)P在最右端時，U′₂＝6 V，I′＝0.3 A

電阻R₁兩端的電壓U′₁＝I′R₁＝0.3 A×6 Ω＝1.8 V

燈泡兩端的實際電壓U′_L＝U－U′₁－U′₂＝10 V－1.8 V－6 V＝2.2 V

燈泡L的實際功率P′_L＝U′_LI′＝2.2 V×0.3 A＝0.66 W

(3)根據(jù)題意，滑片P滑至最左端時，燈泡正常發(fā)光，此時電路中總電阻R＝＝20 Ω

所以，需要在電路中再串聯(lián)一個定值電阻R′，R′＝R－R_L－R₁＝20 Ω－12Ω－6 Ω＝2 Ω