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如图甲所示为某小组设计的模拟调光灯电路,选用的电源电压恒为6V,灯泡上标有“3....

如图甲所示为某小组设计的模拟调光灯电路,选用的电源电压恒为6V,灯泡上标有“3.8V  0.4A”字样,变阻器上标有“20Ω  1A”字样.
(1)求灯泡正常发光时的电阻.
(2)求灯泡正常发光时变阻器消耗的电功率.
(3)使用中小明发现这个电路存在缺陷,于是他在电路中串联了一个电阻R,电路如图乙所示.你认为R在电路中起到了什么作用?其阻值为多大比较合适?

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(1)首先要搞清“3.8V  0.4A”的物理含义,即灯泡正常工作时的电压为3.8V,正常工作时的电流为0.4A.然后根据公式R=进行计算. (2)根据灯泡与滑动变阻器串联,可以确定灯泡正常发光时电路中的电流及灯泡两端的电压,从而确定滑动变阻器两端的电压,从而根据公式P=UI计算出滑动变阻器的电功率. (3)小灯泡的额定电压为3.8V,若滑动变阻器的阻值过小,很可能使小灯泡烧坏,所以要串联电阻来保护电路. 【解析】 (1)根据已知条件,小灯泡的电阻为R===9.5Ω 答:灯泡正常发光时的电阻为9.5Ω. (2)小灯泡正常发光时,两端的电压为3.8V. P变阻器=(U-UL)•I=(6V-3.8V)×0.4A=0.88W 答:小灯泡正常发光时滑动变阻器的电功率是0.88W. (3)根据图甲,若滑动变阻器的阻值过小时,有可能烧坏小灯泡,所以电路中要串联一个电阻来保护电路. 要起保护作用,即不能使灯泡由于滑动变阻器的阻值过小而烧坏,又要使灯泡能正常发光,所以乙图中,当滑动变阻器阻值为0时,电路中的电流为0.4A,小灯泡两端的电压为3.8V为宜. 所以R===5.5Ω 答:保护电路(或保护灯泡不变损坏等);R的阻值为5.5Ω较为合适.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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