Question

在学习了电学知识后，老师提供了以下器材，让同学们自己设计一个能调节电灯发光亮度的电路。器材：电源（电压20V）、一个定值电阻R（“20V　100W”）、一个小电灯L（“20V　10W）、一个滑动变阻器R₀（0～500Ω）和若干开关、导线。

（1）小明的小组首先完成了设计，他们设计的是能使小电灯L在两种功率下工作的电路，如图13所示。请计算电灯在两种工作情况下的功率。

（2）小华的小组设计出的是能够在家庭电路中使用的电路，可以连续调节电灯的功率大小，如图14所示。请计算此电路工作时，变阻器接入电路中的最小阻值。

 

 

 

 

 

 

Answer 1

：解：（1）开关S₁、S₂都闭合时，R被短路

　　灯L正常工作，此时的功率

　　P_L＝P_短＝10W　　　　　　　　　　　　　　　　　…………2分

当开关S₁闭合，S₂断开时，R和L串联

R的电阻值为＝4Ω　　　　　…………1分

灯L的电阻为＝40Ω　　　　…………1分

电路中电流I＝＝＝＝A　…………1分

灯L消耗的功率（A）²×4.2Ω＝8.26W　…………1分

（2）灯L两端最高电压是20V时，R的阻值最小

　　此时R与L串联

　　＝　　　　　…………1分

　　＝　　　　…………1分

　　　　＝　　…………1分　

　　　　＝

　　　　＝400Ω　    　 …………1分　

 

解析:：

（1）开关S₁、S₂都闭合时，R被短路

　　灯L正常工作，此时的功率

　　P_L＝P_短＝10W 开关S₁闭合，S₂断开时，R和L串联

R的电阻值为＝4Ω

灯L的电阻为＝40Ω　

电路中电流I＝＝＝＝A　

灯L消耗的功率（A）²×4.2Ω＝8.26W

（2）灯L两端最高电压是20V时，R的阻值最小

　　此时R与L串联

　　＝

　　＝　　

　　　　＝　　

　　　　＝

　　　　＝400Ω