题目内容
在综合实践活动中，小明设计的模拟调光灯电路如图所示．已知小灯泡上标有“6V 6W”、滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，选用的电源电压恒为10V．不考虑温度对灯丝电阻的影响．问：（1）小灯泡的电阻是多大？
（2）闭合开关s后，当移动滑动变阻器的滑片P，使灯泡正常工作时，电路消耗的总功率是多少？此时滑动变阻器连入电路的电阻多大？
（3）当滑动变阻器的滑片P移到a端时，会出现的情况是什么？针对这种情况，你对小明的设计提出一个合理的建议．
分析：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联．
（1）根据灯泡的铭牌和R=
求出小灯泡的电阻；
（2）先根据P=UI求出灯泡正常发光时电路中的电流，然后根据P=UI求出电路消耗的总功率；再根据串联电路电压的特点和欧姆定律求出此时滑动变阻器连入电路的电阻；
（3）当滑动变阻器的滑片P移到a端时，电路为灯泡的基本电路，根据灯泡的额定电压和电源电压相比判断灯泡会出现的情况．
（1）根据灯泡的铭牌和R=
| U2 |
| P |
（2）先根据P=UI求出灯泡正常发光时电路中的电流，然后根据P=UI求出电路消耗的总功率；再根据串联电路电压的特点和欧姆定律求出此时滑动变阻器连入电路的电阻；
（3）当滑动变阻器的滑片P移到a端时，电路为灯泡的基本电路，根据灯泡的额定电压和电源电压相比判断灯泡会出现的情况．
解答：解：（1）∵P=UI，I=
∴小灯泡的电阻：R=
=
=6Ω；
（2）灯泡正常发光时，电路中的电流：I=
=
=1A，
则电路此时消耗的总功率：P总=U总I=10V×1A=10W；
∵I=
，并且串联电路两端电压等于各部分电压之和
∴此时滑动变阻器连入电路的电阻：R=
=
=4Ω；
（3）当滑动变阻器的滑片P移到a端时，小灯泡会被烧坏；为了防止灯泡被烧坏，可以在电路中串联一只4Ω的保护电阻．
答：（1）小灯泡的电阻是6Ω；
（2）电路消耗的总功率是10W；此时滑动变阻器连入电路的电阻4Ω；
（3）当滑动变阻器的滑片P移到a端时，小灯泡会被烧坏；为了防止灯泡被烧坏，可以在电路中串联一只4Ω的保护电阻．
| U |
| R |
∴小灯泡的电阻：R=
| U2 |
| P |
| (6V)2 |
| 6W |
（2）灯泡正常发光时，电路中的电流：I=
| P |
| U |
| 6W |
| 6V |
则电路此时消耗的总功率：P总=U总I=10V×1A=10W；
∵I=
| U |
| R |
∴此时滑动变阻器连入电路的电阻：R=
| U总-UL |
| I |
| 10V-6V |
| 1A |
（3）当滑动变阻器的滑片P移到a端时，小灯泡会被烧坏；为了防止灯泡被烧坏，可以在电路中串联一只4Ω的保护电阻．
答：（1）小灯泡的电阻是6Ω；
（2）电路消耗的总功率是10W；此时滑动变阻器连入电路的电阻4Ω；
（3）当滑动变阻器的滑片P移到a端时，小灯泡会被烧坏；为了防止灯泡被烧坏，可以在电路中串联一只4Ω的保护电阻．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算，关键是知道灯泡两端的实际电压比额定电压大得多时灯泡会被烧坏，如果实际电压略大于额定电压时灯泡会发出耀眼的光芒．
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