Question

【題目】小華同學有6V的蓄電池和規(guī)格為“4.8V 0.3A”的小燈泡各一只，為了能使小燈泡正常發(fā)光，他設計了如圖所示的電路．求：

(1)小燈泡正常發(fā)光時的電功率

(2)小燈泡正常發(fā)光10min，該電路消耗的電能

(3)他串聯(lián)的保護電阻R的阻值及電功率

(4)如果需要調節(jié)燈泡的亮度，在電路中需要加什么電學元件？還需要保護電阻R嗎？為什么？

Answer 1

【答案】（1）1.44W（2）1080J (3)4Ω, 0.36W, (4)串聯(lián)一個滑動變阻器（電阻箱或電位器），仍保留保護電阻，可防止誤操作電阻過小使燈泡兩端電壓超過額定電壓燒壞燈泡。

【解析】

（1）小燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等，根據W=UIt求出小燈泡正常發(fā)光10min消耗的電能；（2）小燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據串聯(lián)電路的電壓特點求出串聯(lián)電阻兩端的電壓，根據串聯(lián)電路的電流特點和P=UI求出電路中R的電功率，利用歐姆定律求出串聯(lián)電阻的阻值；（3）滑動變阻器的原理：改變連入電路的電阻絲的長度，改變連入電路的電阻，改變電路中的電流。

(1)由P=UI可得，小燈泡正常發(fā)光時的電功率：4.8V0.3A=1.44W；(2)小燈泡正常發(fā)光10min，該電路消耗的電能：W=UIt=6V0.3A1060s=1080J；(3)因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，燈泡正常發(fā)光時，串聯(lián)的電阻兩端的電壓：U=6V4.8V=1.2V，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，由I=可知，保護電阻的阻值：R===4；由P=UI可得小燈泡正常發(fā)光時，保護電阻的電功率：=1.2V =0.36W，(4)如果需要調節(jié)燈泡的亮度，還需要滑動變阻器或電位器，滑動變阻器的作用就是保護電路，改變連入電路中電阻絲的長度，從而來改變電路中的電流，但仍可以保留保護電阻，可防止錯誤操作電阻過小使燈泡兩端電壓超過額定電壓燒壞燈泡。