Question

【題目】小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一種可調(diào)節(jié)亮度的電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥向觸點(diǎn)1時(shí)，燈泡正常發(fā)光，已知燈泡L的規(guī)格為“220V 100W”，電源電壓為220V．當(dāng)開(kāi)關(guān)S分別撥向觸點(diǎn)1、2、3時(shí)，燈泡亮度隨之發(fā)生變化，問(wèn)：

（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥向觸點(diǎn)2時(shí)，燈泡實(shí)際消耗的功率為81W，則燈泡中的實(shí)際電流是多少？電阻R1的阻值是多少？

（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥向觸點(diǎn)3時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡變得更暗，則電阻R2和R1的阻值哪個(gè)大？為什么？

（3）指出該同學(xué)設(shè)計(jì)的調(diào)光電路還存在什么缺陷？畫(huà)出改進(jìn)后的調(diào)光電路圖．

（應(yīng)有解題過(guò)程）

Answer 1

【答案】（1）燈泡中的實(shí)際電流約為0.41A；電阻R1的阻值約為54Ω；

（2）R1＜R2，原因：燈泡變暗，說(shuō)明電路中電流減小，電路中總電阻變大，根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)可知R2的電阻比R1大；

（3）缺陷：電路不能斷開(kāi)；改進(jìn)：加一個(gè)電路開(kāi)關(guān)或設(shè)計(jì)一個(gè)斷路接點(diǎn)．如圖所示．

【解析】試題分析：（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)R=求出燈泡的電阻，再根據(jù)P=I2R求出燈泡的實(shí)際電流，再根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)電路的總電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)求出電阻R1的阻值；

（2）燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小，根據(jù)P=I2R可知通過(guò)燈泡的電流減小，根據(jù)歐姆定律可知，在電源電壓不變時(shí)，電路中電阻的變化；

（3）這個(gè)設(shè)計(jì)不可以斷開(kāi)電路，加一個(gè)電路開(kāi)關(guān)或設(shè)計(jì)一個(gè)斷路接點(diǎn)即可．

解：（1）燈泡的電阻為：

RL===484Ω；

當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥向觸點(diǎn)2燈泡實(shí)際消耗的功率為81W時(shí)，

通過(guò)燈泡的實(shí)際電流為：

I′===A≈0.41A，

電路的總電阻為：R==≈538Ω

電阻R1的阻值約為R1=R﹣RL=538Ω﹣484Ω=54Ω；

（2）R1＜R2，

原因：燈泡變暗，說(shuō)明電路中電流減小，電路中總電阻變大，根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)可知R2的電阻比R1大；

（3）缺陷：電路不能斷開(kāi)；

改進(jìn)：加一個(gè)電路開(kāi)關(guān)或設(shè)計(jì)一個(gè)斷路接點(diǎn)．如圖所示：

答：（1）燈泡中的實(shí)際電流約為0.41A；電阻R1的阻值約為54Ω；

（2）R1＜R2，原因：燈泡變暗，說(shuō)明電路中電流減小，電路中總電阻變大，根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)可知R2的電阻比R1大；

（3）缺陷：電路不能斷開(kāi)；改進(jìn)：加一個(gè)電路開(kāi)關(guān)或設(shè)計(jì)一個(gè)斷路接點(diǎn)．如圖上圖所示．