Question

14．在设计和制作一个“模拟的调光灯”的综合实践活动中，兴趣小组设计了下面的几个调光灯的电路图，图中小灯泡的规格都是“3V，0.5A”，所用的定值电阻的电阻值都是6Ω，电源电压图上所示．要求：滑片滑动时，灯泡的亮度连续调节且不能烧坏小灯泡．你认为设计最合理的调光灯电路是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 滑片滑动时，灯泡的亮度连续调节且不能烧坏小灯泡，由此逐个分析各选项得出正确选项．

解答 解：
由I=$\frac{U}{R}$可得灯泡电阻：R_L=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{额}}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω．
A、图中灯泡与滑动变阻器并联，因为并联电路支路间互不影响，所以变阻器不能调节灯泡亮度；
B、图中L、R与滑动变阻器串联，移动滑片能改变灯泡亮度，当滑片在左端时，变阻器连入阻值为0，R_L=R=6Ω，
根据串联电路的分压原理，$\frac{{U}_{L}}{{U}_{R}}$=$\frac{{U}_{L}}{R}$=$\frac{1}{1}$，所以灯泡最大电压：U_L最大=$\frac{1}{2}$U=$\frac{1}{2}×$3V=1.5V＜U_额，此时灯泡不能正常发光；
C、图中L与滑动变阻器串联，移动滑片能改变灯泡亮度，但当滑片在左端时，变阻器连入阻值为0，灯泡电压等于电源电压6V，超过额定电压，会被烧坏；
D、图中L、R与滑动变阻器串联，移动滑片能改变灯泡亮度，当滑片在左端时，变阻器连入阻值为0，所以灯泡最大电压：U_L最大=$\frac{1}{2}$U=$\frac{1}{2}×$6V=3V=U_额，此时灯泡能正常发光．
综上所述，D图即能连接改变灯泡亮度，又不会烧坏灯泡，故D正确．
故选D．

点评 本题考查了串联和并联电路特点、滑动变阻器的使用以及欧姆定律的应用，是一道好题．