Question

20．在“設計和制作一個模擬調光燈”的綜合實踐活動中，小明設計的電路圖如圖所示，已知電源電壓為6V，小燈泡上標有“4.8V  0.3A”字樣（4.8V是燈泡正常發(fā)光時兩端的電壓，0.3A是燈泡正常發(fā)光時通過的電流），滑動變阻器的規(guī)格是“20Ω 1A”． 假設小燈泡燈絲電阻固定不變，燈泡的電阻是16Ω，他正確連接電路且操作規(guī)范后閉合開關，此時電路中的電流是0.17A，移動滑動變阻器的滑動片，當燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器接入電路的阻值為4Ω，該電路不足是當滑動變阻器接入電阻過小時，會燒壞燈泡，對此你改進的措施是在電路中串聯(lián)一個阻值為4Ω的保護電阻．

Answer 1

分析 根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$計算出燈泡正常發(fā)光時的電阻值；
剛閉合開關時，變阻器的阻值最大，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$計算出電路中的電流值；
計算出燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可得滑動變阻器的阻值；
滑動變阻器阻值為零時，要使燈泡正常發(fā)光，應在電路中串聯(lián)一個保護電阻．

解答 解：燈泡的電阻R=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{4.8V}{0.3A}$=16Ω；
剛閉合開關時，變阻器的阻值為20Ω，則電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{滑}+{R}_{燈}}$=$\frac{6V}{20Ω+16Ω}$≈0.17A；
燈泡正常發(fā)光時，變阻器兩端的電壓：
U_滑=6V-4.8V=1.2V；
滑動變阻器的阻值：
R_滑′=$\frac{1.2V}{0.3A}$=4Ω；
由上分析知，若變阻器的阻值為零，燈泡恰好正常發(fā)光，則應在電路中串聯(lián)一個阻值為4Ω的保護電阻．
故答案為：16；0.17；在電路中串聯(lián)一個阻值為4Ω的保護電阻．

點評 本題是有關電學的計算題目，主要考查了歐姆定律在串聯(lián)電路中的應用，關鍵要理解題目中所給條件的含義．