Question

【题目】小华同学有6V的蓄电池和规格为“4.8V 0.3A”的小灯泡各一只，为了能使小灯泡正常发光，他设计了如图所示的电路．求：

(1)小灯泡正常发光时的电功率

(2)小灯泡正常发光10min，该电路消耗的电能

(3)他串联的保护电阻R的阻值及电功率

(4)如果需要调节灯泡的亮度，在电路中需要加什么电学元件？还需要保护电阻R吗？为什么？

Answer 1

【答案】（1）1.44W（2）1080J (3)4Ω, 0.36W, (4)串联一个滑动变阻器（电阻箱或电位器），仍保留保护电阻，可防止误操作电阻过小使灯泡两端电压超过额定电压烧坏灯泡。

【解析】

（1）小灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据W=UIt求出小灯泡正常发光10min消耗的电能；（2）小灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出串联电阻两端的电压，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中R的电功率，利用欧姆定律求出串联电阻的阻值；（3）滑动变阻器的原理：改变连入电路的电阻丝的长度，改变连入电路的电阻，改变电路中的电流。

(1)由P=UI可得，小灯泡正常发光时的电功率：4.8V0.3A=1.44W；(2)小灯泡正常发光10min，该电路消耗的电能：W=UIt=6V0.3A1060s=1080J；(3)因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡正常发光时，串联的电阻两端的电压：U=6V4.8V=1.2V，因串联电路中各处的电流相等，所以，由I=可知，保护电阻的阻值：R===4；由P=UI可得小灯泡正常发光时，保护电阻的电功率：=1.2V =0.36W，(4)如果需要调节灯泡的亮度，还需要滑动变阻器或电位器，滑动变阻器的作用就是保护电路，改变连入电路中电阻丝的长度，从而来改变电路中的电流，但仍可以保留保护电阻，可防止错误操作电阻过小使灯泡两端电压超过额定电压烧坏灯泡。