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