题目内容
以下是某班开展“制作模拟调光灯一综合实践活动的片段．根据题意回答或者解决有关问题．
实验器材：学生电源（电压限取6V挡）、规格为“2.5V 0.25A”的小灯泡、规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器、开关和若干导线，另有各种规格的定值电阻可供任意选用（均标注电阻值和允许通过的最大电流值）．制作要求：亮度可连续调节；在调光的整个过程中，灯两端的电压不超过额定电压．
活动过程：
（1）小灯泡正常发光时的电阻为
（2）你准备采取什么措施，让灯泡能接到6V的电源上．且能调节亮度．简要说明你采取的措施
（3）相互交流时，小强实验桌上的情景如图1．不少同学认为该调光灯不符合制作要求．请你指出不符合要求之处：
（4）小玲同学认为：可在小强的电路中再串联一只规格合适的定值电阻R0（如图2）就能符合要求．请你根据题意和有关计算，确定R0的规格
（5）还有同学提出另一种改进方案：如果不串联定值电阻，可以在滑动变阻器的适当位置上做标记（或加一个限位装置）限期它的调节范围，也能符合要求．请你说明，还需增加什么电学器材，这个改进方案才能实施；并说明．如何运用增加电学器材来达到你的目的．
实验器材：学生电源（电压限取6V挡）、规格为“2.5V 0.25A”的小灯泡、规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器、开关和若干导线，另有各种规格的定值电阻可供任意选用（均标注电阻值和允许通过的最大电流值）．制作要求：亮度可连续调节；在调光的整个过程中，灯两端的电压不超过额定电压．
活动过程：
（1）小灯泡正常发光时的电阻为
10
10
Ω（2）你准备采取什么措施，让灯泡能接到6V的电源上．且能调节亮度．简要说明你采取的措施
将灯泡与滑动变阻器串联在电路中
将灯泡与滑动变阻器串联在电路中
（3）相互交流时，小强实验桌上的情景如图1．不少同学认为该调光灯不符合制作要求．请你指出不符合要求之处：
滑动变阻器的滑片不能随意向右移，否则灯泡两端的电压有可能超过2.5V
滑动变阻器的滑片不能随意向右移，否则灯泡两端的电压有可能超过2.5V
（4）小玲同学认为：可在小强的电路中再串联一只规格合适的定值电阻R0（如图2）就能符合要求．请你根据题意和有关计算，确定R0的规格
（5）还有同学提出另一种改进方案：如果不串联定值电阻，可以在滑动变阻器的适当位置上做标记（或加一个限位装置）限期它的调节范围，也能符合要求．请你说明，还需增加什么电学器材，这个改进方案才能实施；并说明．如何运用增加电学器材来达到你的目的．
分析：（1）灯泡正常发光时的电阻可通过其规格中的数据，利用公式R=
计算得出；
（2）根据串联分压的规律，借助滑动变阻器即可；
（3）电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器如果接入电路的阻值过小，灯泡有可能会被烧坏；
（4）接入的定值电阻要符合当滑动变阻器在最小值，即为0时，灯泡两端的电压也不会超过2.5V，电路中的电流也不会超过0.25A；
（5）既然担心的是灯泡两端的电压超过2.5V，灯泡中的电流超过0.25A，那么在电路中增加一个电压表或电流表就可以达到限制的目的了．
| U |
| I |
（2）根据串联分压的规律，借助滑动变阻器即可；
（3）电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器如果接入电路的阻值过小，灯泡有可能会被烧坏；
（4）接入的定值电阻要符合当滑动变阻器在最小值，即为0时，灯泡两端的电压也不会超过2.5V，电路中的电流也不会超过0.25A；
（5）既然担心的是灯泡两端的电压超过2.5V，灯泡中的电流超过0.25A，那么在电路中增加一个电压表或电流表就可以达到限制的目的了．
解答：解：（1）根据灯泡的规格可知R=
=
=10Ω；
（2）6V的电源电压远大于灯泡的额定电压，可用滑动变阻器串联来进行分压；
（3）滑动变阻器的阻值范围为0～20Ω，图中如果其滑片向右滑动过大时，电路中的电流会超过0.25A，灯泡两端的电压会超过2.5V，有可能损坏灯泡；
（4）当滑动变阻器的阻值为0时，电路中的电流不能超过0.25A，故其最小阻值为R′=
=
=24Ω．根据串联分压，R0=R′-R=24Ω-10Ω=14Ω．
故R0的规格应符合阻值为14Ω，允许通过的最大电流不小于0.25A；
（5）增加限位装置就是为了使灯泡两端的电压不超过2.5V，通过的电流不超过0.25A，故可通过给灯泡并联一个电压表或在电路中串联一个电流表的方法来确定限位的具体位置．
故答案为：（1）10；（2）将灯泡与滑动变阻器串联在电路中；
（3）滑动变阻器的滑片不能随意向右移，否则灯泡两端的电压有可能超过2.5V；
（4）14Ω，0.25A；
（5）需要增加电压表（或电流表）．将电压表并联在灯泡的两端，在调光过程中，观察电压表的示数为2.5V时，在变阻器上做标记或安装限位装置，以限定滑动变阻器的移动范围．（电流表的使用方法与之类似）
| U |
| I |
| 2.5V |
| 0.25A |
（2）6V的电源电压远大于灯泡的额定电压，可用滑动变阻器串联来进行分压；
（3）滑动变阻器的阻值范围为0～20Ω，图中如果其滑片向右滑动过大时，电路中的电流会超过0.25A，灯泡两端的电压会超过2.5V，有可能损坏灯泡；
（4）当滑动变阻器的阻值为0时，电路中的电流不能超过0.25A，故其最小阻值为R′=
| U总 |
| I |
| 6V |
| 0.25A |
故R0的规格应符合阻值为14Ω，允许通过的最大电流不小于0.25A；
（5）增加限位装置就是为了使灯泡两端的电压不超过2.5V，通过的电流不超过0.25A，故可通过给灯泡并联一个电压表或在电路中串联一个电流表的方法来确定限位的具体位置．
故答案为：（1）10；（2）将灯泡与滑动变阻器串联在电路中；
（3）滑动变阻器的滑片不能随意向右移，否则灯泡两端的电压有可能超过2.5V；
（4）14Ω，0.25A；
（5）需要增加电压表（或电流表）．将电压表并联在灯泡的两端，在调光过程中，观察电压表的示数为2.5V时，在变阻器上做标记或安装限位装置，以限定滑动变阻器的移动范围．（电流表的使用方法与之类似）
点评：本题通过实验设计过程中遇到的实际问题，考查了如何创造性地使用滑动变阻器来对电路进行控制，以及利用欧姆定律进行相关的计算等．对在电路中通过增加一个定值电阻来保护电路，是本题的一个难点，应从灯泡的正常工作电压2.5V和最大限定电流0.25A来进行考虑．
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