Question

在综合实践活动课上，小明设计了如图所示的模拟调光灯电路，此电路中电源电压不变，灯泡L标有“6 V　3 W”字样，定值电阻R₁的阻值为6 Ω。将滑动变阻器R₂的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为6 V和0.3 A；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为1 V和0.5 A。

(1)灯泡L正常发光时的电阻多大？

(2)滑动变阻器R₂的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率多大？

(3)为使灯泡安全工作，R₂的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光，应采取怎样的保护措施？请具体说明。

Answer 1

解：(1)灯泡正常发光时的电阻R_L＝＝＝12 Ω

(2)P在某一位置时，U₂＝1 V，I＝0.5 A，而灯泡正常发光时的电流为0.5 A，所以此时灯泡正常发光，U_L＝6 V

电阻R₁两端的电压U₁＝IR₁＝0.5 A×6 Ω＝3 V

电源电压U＝U_L＋U₁＋U₂＝6 V＋3 V＋1 V＝10 V

当P在最右端时，U′₂＝6 V，I′＝0.3 A

电阻R₁两端的电压U′₁＝I′R₁＝0.3 A×6 Ω＝1.8 V

灯泡两端的实际电压U′_L＝U－U′₁－U′₂＝10 V－1.8 V－6 V＝2.2 V

灯泡L的实际功率P′_L＝U′_LI′＝2.2 V×0.3 A＝0.66 W

(3)根据题意，滑片P滑至最左端时，灯泡正常发光，此时电路中总电阻R＝＝20 Ω

所以，需要在电路中再串联一个定值电阻R′，R′＝R－R_L－R₁＝20 Ω－12Ω－6 Ω＝2 Ω