Question

【題目】如圖是小邦同學設計的調光燈電路，R0為定值電阻，S為選擇開關，當S接觸a點時，小燈泡正常發光但不能調光，當S接觸b點時，電路斷開，當S接觸c點時，電路可連續調光。已知滑動變阻器R的規格為“10Ω 2A”，燈泡L上標著“10V 12W”的字樣，燈泡電阻隨溫度變化，電源電壓恒為16V。

（1）求定值電阻R0的阻值；

（2）當S接觸c點時，調節R的滑片至中點位置，電路中的電流為1A，求此時燈泡的實際功率。

（3）按小邦設計的電路，當開關S接觸c點時，電燈的亮度雖然能夠調節，但存在一個安全隱患，請簡要說明這個隱患。

Answer 1

【答案】(1)5Ω；(2)11W；(3)見解析

【解析】

(1)當S接觸a點時，燈泡L與電阻R0串聯，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，且燈泡正常發光，所以， R0兩端的電壓：

U0=UUL=16V10V=6V，

因串聯電路中各處的電流相等，所以，由P=UI可得，電路中的電流：

I===1.2A，

由I=可得，定值電阻R0的阻值：

R0===5Ω；

(2)當S接觸c點時，燈泡L與R串聯，此時電路中的電流I′=1A，

則R兩端的電壓：

U1=I′R=1A×(×10Ω)=5V，

此時燈泡兩端的電壓：

U′L=UU1=16V5V=11V，

則此時燈泡的實際功率：

P′L=U′LI′=11V×1A=11W。

(3) 當開關S接觸c點時，變阻器與電燈串聯，電燈額定電壓為10V，而電源電壓為16V，當變阻器阻值減小時，電燈兩端的電壓有可能超過電燈的額定電壓，導致電燈燒毀。

答：(1)定值電阻R0的阻值為5Ω。

(2)當S接觸c點時，調節R的滑片至中點位置，電路中的電流為1A，此時燈泡的實際功率為11W。

(3)見解析。