Question

如图是小邦同学设计的调光灯电路，R₀为定值电阻，S为选择开关，当S接触a点时，小灯泡正常发光但不能调光，当S接触b点时，电路断开，当S接触c点时，电路可连续调光。已知滑动变阻器R的规格为“10Ω  2A”，灯泡L上标着“10V  12W”的字样，灯泡电阻随温度变化，电源电压恒为16V。

（1）求定值电阻R₀的阻值；

（2）当S接触c点时，调节R的滑片至中点位置，电路中的电流为1A，求此时灯泡的实际功率。

（3）按小邦设计的电路，当开关S接触c点时，电灯的亮度虽然能够调节，但存在一个安全隐患，请简要说明这个隐患。

Answer

(1)5Ω；(2)11W；(3)见解析

【解析】

(1)当S接触a点时，灯泡L与电阻R0串联，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光，所以， R0两端的电压：

U0=U−UL=16V−10V=6V，

因串联电路中各处的电流相等，所以，由P=UI可得，电路中的电流：

I===1.2A，

由I=可得，定值电阻R0的阻值：

R0===5Ω；

(2)当S接触c点时，灯泡L与R串联，此时电路中的电流I′=1A，

则R两端的电压：

U1=I′R=1A×(×10Ω)=5V，

此时灯泡两端的电压：

U′L=U−U1=16V−5V=11V，

则此时灯泡的实际功率：

P′L=U′LI′=11V×1A=11W。

(3) 当开关S接触c点时，变阻器与电灯串联，电灯额定电压为10V，而电源电压为16V，当变阻器阻值减小时，电灯两端的电压有可能超过电灯的额定电压，导致电灯烧毁。

答：(1)定值电阻R0的阻值为5Ω。

(2)当S接触c点时，调节R的滑片至中点位置，电路中的电流为1A，此时灯泡的实际功率为11W。

(3)见解析。