Question

4．某小燈泡L上標(biāo)有“4.8V 0.3A”字樣．
（1）由燈泡的規(guī)格可以直接或間接地知道哪些物理量？（需要計算時，請寫出過程）
（2）將小燈泡L接在電壓為9V的電源上，若要使它正常發(fā)光，則需要串聯(lián)一個多大的保護電阻？
（3）小明想制作一個模擬調(diào)光燈．要求：燈泡亮度可以連續(xù)調(diào)節(jié)，滑片可以自由滑動且在調(diào)節(jié)過程中小燈泡不會被燒壞．他用一個滑動變阻器（20Ω 1A）來控制電路中的電流，以離節(jié)燈泡L（4.8V 0.3A）的亮度，電源電壓為9V．請問：還需要保護電阻嗎？若需要，則保護電阻的阻值應(yīng)多大？請畫出模擬調(diào)光燈的電路圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$和P=UI進行分析；
（2）根據(jù)電阻需分得的電壓及電路中的電流計算出串聯(lián)電阻的阻值；
（3）根據(jù)（2）問確定保護電阻；
將滑動變阻器、保護電阻與燈泡串聯(lián)即可．

解答 解：（1）4.8V表示燈泡的額定電壓為4.8V，0.3A表示燈泡的額定電流為0.3A；
可知燈泡正常發(fā)光時的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{4.8V}{0.3A}$=16Ω；
燈泡的額定電功率：P=UI=4.8V×0.3A=1.44W；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，保護電阻兩端的電壓：U₂=U-U₁=9V-4.8V=4.2V；
由I=$\frac{U}{R}$得，保護電阻的阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{4.2V}{0.3A}$=14Ω；
（3）由于電源電壓為9V，要使滑動變阻器的阻值為零時，燈泡不會被燒壞，由（2）可知，此時電路中應(yīng)串聯(lián)一個14Ω的電阻；
電路圖如圖所示：
．
答：（1）燈泡正常發(fā)光時的電阻為16Ω；燈泡的額定電功率為1.44W；
（2）需要串聯(lián)一個14Ω的電阻；
（3）需要14Ω的保護電阻，電路圖如上所示．

點評 本題主要考查了歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用，（3）問是該題的難點，理解滑片自由滑動的含義是關(guān)鍵．