Question

【题目】某学校STS研究小组进行了调光台灯的设计．如图为小明同学设计的调光灯电路，如图所示．所用器材及规格为：两节新的干电池、一个小电灯（2.5V 1.25W）、一个开关、一个滑动变阻器（10Ω 1A）．
（1）连接电路时，开关要 ， 滑动变阻器的滑片要放在最端．（“左”或“右”）
（2）正确操作后，小明无论如何移动滑片P，灯泡始终不亮，于是，他将电压表分别接在电源两端，示数为3V，灯两端，示数为0，滑动变阻器两端，示数为3V，如果故障只有一个，这个故障一定是滑动变阻器断路，你认为小明的判断正确吗？为什么？。
（3）排除故障后，小灯泡能持续改变灯泡的亮度，当小灯泡正常发光时，电路中的电流为A，小明查了一下这个小灯泡的规格，得知这个灯泡在正常工作时将电能转化为光能的效率为10%，求小明设计的调光台灯在L正常工作时的效率为。
（4）小刘觉得小明设计的调光台灯有明显不足，他设计了如乙图所示的电路，你觉得小刘设计的调光台相比小明的调光台灯好在哪里？ ．

Answer 1

【答案】
（1）断开；左
（2）不正确；小灯泡短路或滑动变阻器断路
（3）0.5；10%
（4）由图甲知，滑动变阻器与灯串联，该电路能连续调节灯的亮度，但灯不能熄灭；由图乙知，滑动变阻器为分压接法，灯泡与滑动变阻器的左半部分并联，该电路能连续调节灯的亮度，且灯能熄灭
【解析】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关始终应该处于断开状态；闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，故将滑片放在左端；（2）闭合开关，小明无论如何移动滑片P，灯泡始终不亮，灯泡可能短路也可能电路有断路现象；在开关闭合状态下，将电压表接在电源两端时，电压表有示数，说明电源、电压表是完好的；电压表接在滑动变阻器两端时有示数，说明滑动变阻器以外的电路是通路，将电压表接在灯泡两端时，电压表无示数，说明小灯泡短路或滑动变阻器断路，故小明的判断不正确；（3）由P=UI可得，正常发光时的电流： IL= = =0.5A，
白炽灯正常工作时电能转化为光能的效率是光能占总能的百分比，电能转化为光能的效率：η=10%；（4）由图甲知，滑动变阻器与灯串联，该电路能连续调节灯的亮度，但灯不能熄灭；
由图乙知，滑动变阻器为分压接法，灯泡与滑动变阻器的左半部分并联，该电路能连续调节灯的亮度，且灯能熄灭．
所以答案是：（1）断开；左；（2）不正确；小灯泡短路或滑动变阻器断路；（3）0.5；10%；（4）由图甲知，滑动变阻器与灯串联，该电路能连续调节灯的亮度，但灯不能熄灭；由图乙知，滑动变阻器为分压接法，灯泡与滑动变阻器的左半部分并联，该电路能连续调节灯的亮度，且灯能熄灭．