Question

（8分）在綜合實踐活動中，小明設計的模擬調光燈電路如圖所示。已知小燈泡上標有“6V 6W”、滑動變阻器上標有“20Ω 2A”字樣，選用的電源電壓恒為10V。不考慮溫度對燈絲電阻的影響。問：

（1）小燈泡的電阻是多大?
（2）閉合開關s后，當移動滑動變阻器的滑片P，使燈泡正常工作時，電路消耗的總功率是多少?此時滑動變阻器連入電路的電阻多大？
（3）當滑動變阻器的滑片P移到a端時，會出現的情況是什么? 針對這種情況，你對小明的設計提出一個合理的建議。

Answer 1

（1）小燈泡的電阻是6Ω；（2）電路消耗的總功率是10W；此時滑動變阻器連入電路的電阻4Ω；（3）當滑動變阻器的滑片P移到a端時，小燈泡會被燒壞；為了防止燈泡被燒壞，可以在電路中串聯一只4Ω的保護電阻．

試題分析：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯．根據燈泡的銘牌和R=求出小燈泡的電阻；先根據P=UI求出燈泡正常發光時電路中的電流，然后根據P=UI求出電路消耗的總功率；再根據串聯電路電壓的特點和歐姆定律求出此時滑動變阻器連入電路的電阻；當滑動變阻器的滑片P移到a端時，電路為燈泡的基本電路，根據燈泡的額定電壓和電源電壓相比判斷燈泡會出現的情況．
（1）∵P=UI，I=∴小燈泡的電阻：R==6Ω；
（2）燈泡正常發光時，電路中的電流：I==1A，
則電路此時消耗的總功率：P_總=U_總I=10V×1A=10W；
∵I=，并且串聯電路兩端電壓等于各部分電壓之和
∴此時滑動變阻器連入電路的電阻：R==4Ω；
（3）當滑動變阻器的滑片P移到a端時，小燈泡會被燒壞；為了防止燈泡被燒壞，可以在電路中串聯一只4Ω的保護電阻．