Question

12．如图甲所示为某探究小组设计的模拟调光灯电路，选用的电源电压恒为6V，灯泡上标有“3.8V  0.4A”字样，变阻器上标有“20Ω  1A”字样．

（1）使用中小明发现这个电路存在缺陷，你认为它的缺陷是当滑动变阻器接入的阻值过小时，可能使小灯泡烧坏．
（2）于是小明在电路中串联了一个电阻R₀，电路如图乙所示．你认为R₀为5.5Ω时比较合适．

Answer 1

分析 （1）小灯泡的额定电压为3.8V，而电源电压是6V，当灯泡两端电压超过额定电压时，可能使小灯泡烧坏；
（2）不能使灯泡因滑动变阻器的阻值过小而烧坏，又要使灯泡能正常发光，所以乙图中，当滑动变阻器阻值为0时，电路中的电流为0.4A，小灯泡两端的电压为3.8V为宜．知道电源电压，可利用串联电路电压的特点计算出电阻R₀两端的电压，再欧姆定律计算电阻R₀的阻值．

解答 解：
（1）小灯泡的额定电压为3.8V，而电源电压是6V，当滑动变阻器接入的阻值过小时，则灯泡电压会超过其额定电压，这样就可能使小灯泡烧坏；
（2）R₀要起保护作用，即不能使灯泡由于滑动变阻器的阻值过小而烧坏，又要使灯泡能正常发光，所以乙图中，当滑动变阻器阻值为0时，电路中的电流为0.4A，小灯泡两端的电压为3.8V比较合适．
由串联电路的电压特点知，电阻R₀两端的电压为：
U₀=U-U_L=6V-3.8V=2.2V，
由串联电路电流特点和欧姆定律可得，电阻R₀的阻值为：
R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{2.2V}{0.4A}$=5.5Ω．
故答案为：（1）当滑动变阻器接入的阻值过小时，可能使小灯泡烧坏；（2）5.5Ω．

点评 本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用，关键是注意用电器的规格型号，能够从规格中获取有用的信息．如额定电压、额定功率、额定电流值．