题目内容

星期天,晓聪同学根据作业中有关“综合实践活动”的要求与提示,改装了亮度可调节的床头台灯,其电路图及灯泡规格如图所示.
(1)已知晓聪设计时要求变阻箱内R1=R2=R3=
13
RL,那么R1、R2和R3的总阻值是多少?如果调节开关转到触点3时,灯泡的实际功率是多大?在此计算过程中运用了什么近似处理?
(2)调节开关从触点0依次转动到3的过程中,灯泡的亮度将如何变化?电流的变化范围是多少?(结果保留一位小数)
(3)若为了能使电灯的亮度可以连续变化,你准备对此电路作怎样的改进?说出你的方法和理由.
分析:(1)R1、R2和R3是串联,故总阻值就是三个的和也就是和RL相等.开关转到触点3时,灯泡的实际电压变为额定电压的
1
2
,功率也就变为原来的
1
4
.在计算过程中忽略了温度对灯泡电阻的影响.
(2)调节开关从触点0依次转动到3的过程中,电路电流变小,灯泡实际功率变小,灯变暗;
(3)要使电灯的亮度可以连续变化最好安装电位器.
解答:解:(1)RL=
U
2
L
PL
=
220V2
40W
=1210Ω,所以R1、R2和R3的总阻值等于RL=1210Ω;
当调节开关转到触点3时,RL分担的电压减半,因此,
p实
p额
=
U
2
实
U
2
额
=
(110V)2
(220V)2
=
1
4
P实=
1
4
P额=10W,
此计算过程中运用了灯泡电阻不随温度变化的近似处理.
(2)灯泡的亮度将逐渐减弱;
O点时的电流为I0=
PL
UL
=
40W
220V
≈0.2
A;
因为调节开关转到触点3时电阻增大一倍,因此电流减半约为0.1A.
(3)把R1、R2和R3定值电阻改为电位器(滑动变阻器),因为滑动变阻器可以连续地改变电阻,而变阻箱不能.
点评:通过此题计算可知:1、实际电压变为额定电压的
1
2
,实际功率就会变为额定功率的
1
4
;
2、灯泡的明暗由实际功率决定;
3、电位器优点是可以连续改变电阻.
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