Question

20．在“设计和制作一个模拟调光灯”的综合实践活动中，小明设计的电路图如图所示，已知电源电压为6V，小灯泡上标有“4.8V  0.3A”字样（4.8V是灯泡正常发光时两端的电压，0.3A是灯泡正常发光时通过的电流），滑动变阻器的规格是“20Ω 1A”． 假设小灯泡灯丝电阻固定不变，灯泡的电阻是16Ω，他正确连接电路且操作规范后闭合开关，此时电路中的电流是0.17A，移动滑动变阻器的滑动片，当灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω，该电路不足是当滑动变阻器接入电阻过小时，会烧坏灯泡，对此你改进的措施是在电路中串联一个阻值为4Ω的保护电阻．

Answer 1

分析 根据公式R=$\frac{U}{I}$计算出灯泡正常发光时的电阻值；
刚闭合开关时，变阻器的阻值最大，根据I=$\frac{U}{R}$计算出电路中的电流值；
计算出灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压，根据R=$\frac{U}{I}$可得滑动变阻器的阻值；
滑动变阻器阻值为零时，要使灯泡正常发光，应在电路中串联一个保护电阻．

解答 解：灯泡的电阻R=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{额}}$=$\frac{4.8V}{0.3A}$=16Ω；
刚闭合开关时，变阻器的阻值为20Ω，则电路中的电流：
I=$\frac{U}{{R}_{滑}+{R}_{灯}}$=$\frac{6V}{20Ω+16Ω}$≈0.17A；
灯泡正常发光时，变阻器两端的电压：
U_滑=6V-4.8V=1.2V；
滑动变阻器的阻值：
R_滑′=$\frac{1.2V}{0.3A}$=4Ω；
由上分析知，若变阻器的阻值为零，灯泡恰好正常发光，则应在电路中串联一个阻值为4Ω的保护电阻．
故答案为：16；0.17；在电路中串联一个阻值为4Ω的保护电阻．

点评 本题是有关电学的计算题目，主要考查了欧姆定律在串联电路中的应用，关键要理解题目中所给条件的含义．