Question

10．已知電源電壓為6V，小燈泡上標(biāo)有“4.8V 0.3A“字樣，
（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是多少歐？
（2）為了使小燈泡接在該電源上能正常發(fā)光，需要在電路中串聯(lián)多大的保護(hù)電阻？
（3）將此燈泡接在該電源上，如果用一個(gè)“0～20Ω“的滑動(dòng)變阻器來控制電路中的電流，以調(diào)節(jié)燈泡的亮度，還需要保護(hù)電阻嗎？如果需要，求出其阻值；如果不需要，說明理由．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常工作時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI求出正常發(fā)光時(shí)通過燈絲的電流，再根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡正常發(fā)光時(shí)串聯(lián)電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出串聯(lián)電阻的阻值；
（3）為防止滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻過小時(shí)，燈泡兩端的電壓大于額定電壓，需要串聯(lián)一個(gè)定值電阻保護(hù)電路．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)兩端的電壓U_L=4.8V，正常發(fā)光時(shí)的電流I_L=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈絲的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{4.8V}{0.3A}$=16Ω；
（2）電源電壓為4.8V，燈泡正常發(fā)光時(shí)與電阻R串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，燈泡正常發(fā)光時(shí)，電阻兩端的電壓：
U_R=U-U_L=6V-4.8V=1.2V；
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，保護(hù)電阻的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{1.2V}{0.3A}$=4Ω；
（3）滑動(dòng)變阻器雖然可以保護(hù)電路，但是在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)燈泡亮度時(shí)，如果調(diào)節(jié)時(shí)動(dòng)作幅度過大，使得電路中的電流大于燈泡的額定電流，則燈泡可能會(huì)燒毀，因此還是需要一個(gè)串聯(lián)4Ω的保護(hù)電阻，在滑動(dòng)變阻器的電阻為零時(shí)，燈泡剛好能正常工作．
答：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是16Ω；
（2）為了使小燈泡接在該電源上能正常發(fā)光，需要在電路中串聯(lián)4Ω的保護(hù)電阻；
（3）需要，串聯(lián)4Ω電阻．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，要注意滑動(dòng)變阻器作用一是改變電路中的電流，二是可以保護(hù)電路．