Question

14．在設計和制作一個“模擬的調光燈”的綜合實踐活動中，興趣小組設計了下面的幾個調光燈的電路圖，圖中小燈泡的規(guī)格都是“3V，0.5A”，所用的定值電阻的電阻值都是6Ω，電源電壓圖上所示．要求：滑片滑動時，燈泡的亮度連續(xù)調節(jié)且不能燒壞小燈泡．你認為設計最合理的調光燈電路是（　�。�

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 滑片滑動時，燈泡的亮度連續(xù)調節(jié)且不能燒壞小燈泡，由此逐個分析各選項得出正確選項．

解答 解：
由I=$\frac{U}{R}$可得燈泡電阻：R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω．
A、圖中燈泡與滑動變阻器并聯(lián)，因為并聯(lián)電路支路間互不影響，所以變阻器不能調節(jié)燈泡亮度；
B、圖中L、R與滑動變阻器串聯(lián)，移動滑片能改變燈泡亮度，當滑片在左端時，變阻器連入阻值為0，R_L=R=6Ω，
根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，$\frac{{U}_{L}}{{U}_{R}}$=$\frac{{U}_{L}}{R}$=$\frac{1}{1}$，所以燈泡最大電壓：U_L最大=$\frac{1}{2}$U=$\frac{1}{2}×$3V=1.5V＜U_額，此時燈泡不能正常發(fā)光；
C、圖中L與滑動變阻器串聯(lián)，移動滑片能改變燈泡亮度，但當滑片在左端時，變阻器連入阻值為0，燈泡電壓等于電源電壓6V，超過額定電壓，會被燒壞；
D、圖中L、R與滑動變阻器串聯(lián)，移動滑片能改變燈泡亮度，當滑片在左端時，變阻器連入阻值為0，所以燈泡最大電壓：U_L最大=$\frac{1}{2}$U=$\frac{1}{2}×$6V=3V=U_額，此時燈泡能正常發(fā)光．
綜上所述，D圖即能連接改變燈泡亮度，又不會燒壞燈泡，故D正確．
故選D．

點評 本題考查了串聯(lián)和并聯(lián)電路特點、滑動變阻器的使用以及歐姆定律的應用，是一道好題．