李华同学准备自制一个亮度可调的玩具台灯,他选用了下列器材:一个电压为6伏的电源,一个标有“10Ω1A”的小滑动变阻器,一只标有“2.5V 0.5A”灯泡,一个开关和若干导线等.李华用这些器材组成一个串联电路.请问:(1)李华同学选有的这些器材合适吗?为什么?(2)现有一段电阻丝(电阻为每厘米1欧)将这段电阻丝接入李华设计的串联电路后,无论怎样移动滑动变阻器,灯泡的亮度都不会超过正常发光时的亮度.那么电阻丝是怎样接入电路的?其长度多少?
问题描述:
李华同学准备自制一个亮度可调的玩具台灯,他选用了下列器材:一个电压为6伏的电源,一个标有“10Ω1A”的小滑动变阻器,一只标有“2.5V 0.5A”灯泡,一个开关和若干导线等.李华用这些器材组成一个串联电路.请问:
(1)李华同学选有的这些器材合适吗?为什么?
(2)现有一段电阻丝(电阻为每厘米1欧)将这段电阻丝接入李华设计的串联电路后,无论怎样移动滑动变阻器,灯泡的亮度都不会超过正常发光时的亮度.那么电阻丝是怎样接入电路的?其长度多少?
答
答:(1)不合适,因为灯泡电压为2.5V,电源电压6V,若滑动电阻滑片位置不合适,灯泡两端电压会超过额定电压.如滑动变阻器接入电路的阻值为0时,灯泡两端电压为6V,灯泡将被烧坏.
(2)电阻丝应串联接入电路.
当滑动变阻器接入电路中的阻值为0时,灯泡将达到最大亮度即正常发光,此时灯泡两端电压U1=2.5V,则电阻丝两端电压U2=U-U1=6V-2.5V=3.5V;因灯泡正常发光,则串联电路中的电流I=0.5A;
电阻丝的阻值:R=
=U2 I
=7Ω,3.5V 0.5A
电阻丝的长度:L=
×1cm=R 1Ω
×1cm=7cm.7Ω 1Ω
答案解析:(1)根据电源电压、灯泡的额定电压以及灯泡两端可能的最大电压值进行分析;
考试点:串、并联电路的设计.
知识点:本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是串联电路电压规律的应用.