Question

5．如圖所示的電路，電源電動(dòng)勢(shì)e=12V，內(nèi)阻r=1Ω，所接用電器均為“6V，6W”的小燈泡，R是為了保證讓電燈正常發(fā)光而串聯(lián)在電路中起分壓作用的滑動(dòng)變阻器，R的最大阻值是4Ω，問：
（1）為了保證電燈正常發(fā)光，電路中最多可以接多少盞電燈？最少要接多少盞電燈？為什么？（以必要的文字和運(yùn)算說明）
（2）如果只接一盞電燈，并使它能正常發(fā)光，采取如圖的電路行嗎？為什么？怎樣修改電路？（器材不換）

Answer 1

分析 （1）為了保證電燈正常發(fā)光，則燈泡的電壓為6V，根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及閉合電路歐姆定律求解最多和最少的燈泡數(shù)即可；
（2）若只接一只燈泡，并且要正常發(fā)光，則燈泡的電壓為6V，則應(yīng)采取分壓式接法，把燈泡接在滑動(dòng)變阻器的滑片上．

解答 解：（1）為了保證電燈正常發(fā)光，則燈泡的電壓為U_L=6V，則內(nèi)阻和R的電壓之和為U=e-U_L=12-6=6V，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小時(shí)，電流最大，并聯(lián)的燈泡最多，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：
I=$\frac{U}{r}=\frac{6}{1}=6A$，
而每個(gè)燈泡的電流為${I}_{L}=\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}=\frac{6}{6}=1A$，所以最多接的燈泡數(shù)n=$\frac{I}{I′}=\frac{6}{1}=6$盞，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，電流最小，并聯(lián)的燈泡最少，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：
I′=$\frac{U}{r+R}=\frac{6}{1+4}=1.2A$，
所以最少接的燈泡數(shù)n′=$\frac{I}{I′}=\frac{1.2}{1}=1.2$盞，
由于不是整數(shù)，當(dāng)接一個(gè)燈泡的話，燈泡上的電壓將超過6V，因此最少要接2個(gè)燈泡，把滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)即可調(diào)節(jié)到燈泡正常發(fā)光．
（2）由（1）的分析可知，只接一盞電燈，并使它能正常發(fā)光，采取如圖的電路不行，
當(dāng)接一個(gè)燈泡的話，燈泡上的電壓將超過6V，因此最少要接2個(gè)燈泡，
若只接一只燈泡，并且要正常發(fā)光，則燈泡的電壓為6V，則應(yīng)采取分壓式接法，把燈泡接在滑動(dòng)變阻器的滑片上，如圖所示：

調(diào)整滑動(dòng)變阻器就可以使燈泡的電壓達(dá)到6V了．
答：（1）為了保證電燈正常發(fā)光，電路中最多可以接6盞電燈，最少要接2盞電燈；
（2）如果只接一盞電燈，并使它能正常發(fā)光，采取如圖的電路不行，修改后的電路如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及閉合電路歐姆定律的直接應(yīng)用，知道滑動(dòng)變阻器的兩種接法的優(yōu)點(diǎn)，用分壓式可以使燈泡電壓從零開始調(diào)節(jié)，且范圍變大，難度適中．