2.小明同學(xué)想做一個玩具臺燈,現(xiàn)有一電源(其電壓為6V),1只3.8V的小燈泡(這只燈泡發(fā)光是的電阻約為15Ω),并且有一段每厘米電阻為1Ω的電阻絲.怎樣設(shè)計這個電路才能使玩具臺燈正常發(fā)光呢?
(1)畫出設(shè)計好的電路圖;
(2)應(yīng)用所學(xué)的知識,簡要計算說明電路中的重要數(shù)據(jù).

分析 (1)燈泡在額定電壓下正常發(fā)光,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知,電源電壓大于小燈泡的額定電壓時應(yīng)串聯(lián)一個電阻分壓,據(jù)此設(shè)計電路;
(2)根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電阻絲兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律得出等式即可求出電阻絲的電阻,進(jìn)一步求出電阻絲的長度.

解答 解:(1)額定電壓為3.8V的小燈泡不能直接接在輸出電壓為6V的電源上;
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知,應(yīng)給小燈泡串聯(lián)一段適當(dāng)?shù)碾娮杞zR后,再接在電源上,如下圖所示:

(2)因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,電阻絲兩端的電壓:
UR=U-UL=6V-3.8V=2.2V,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,
所以,電路中的電流:
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{{U}_{R}}{R}$,$\frac{3.8V}{15Ω}$=$\frac{2.2V}{R}$,
解得:R≈8.7Ω,
因每厘米電阻絲的阻值為1Ω,
所以要截取長8.7cm的電阻絲串入電路中.
答:(1)電路圖如上圖所示;
(2)要截取長8.7cm的電阻絲串入電路中,才能使玩具臺燈正常發(fā)光.

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的靈活應(yīng)用,對于這類實際應(yīng)用題目,關(guān)鍵是要靈活的運用串聯(lián)電路的電流和電壓特點進(jìn)行分析解答.

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