Question

（2003?貴陽(yáng)）如果利用一段足夠長(zhǎng)的電阻絲（這根電阻絲每厘米長(zhǎng)的電阻為0.5Ω）來(lái)安裝一只調(diào)光小電燈，你準(zhǔn)備怎樣做？提供的燈泡為“6V　3.6W”，電源電壓為9V．要求：
（1）設(shè)計(jì)一個(gè)電路，使燈泡既能正常發(fā)光，又能起調(diào)光作用．（通過(guò)計(jì)算加以說(shuō)明，并畫(huà)出電路圖） 
（2）說(shuō)說(shuō)你的具體制作方案．（在制作過(guò)程中，需要的其它器材可以自行選用） 
（3）如果將這樣的調(diào)光方式用到家庭照明電路中，能否真正起到節(jié)能作用？請(qǐng)說(shuō)說(shuō)你的想法．

Answer 1

分析：（1）電源電壓大于燈泡額定電壓，為使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)給燈泡串聯(lián)一個(gè)分壓電阻；給燈泡串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器可以對(duì)燈泡進(jìn)行調(diào)光．
（2）將電阻絲與燈泡串聯(lián)，電阻絲與燈泡組成串聯(lián)電路即可．
（3）應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)，從能量角度分析答題．

解答：解：（1）燈泡額定電壓小于電源電壓，要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)給燈泡串聯(lián)一個(gè)分壓電阻，
∵P=UI，∴小燈泡的額定電流I=

PL額

UL額

=

3.6W

6V

=0.6A，
燈泡正常發(fā)光時(shí)，串聯(lián)電阻兩端電壓：U_R=U-U_L=9V-6V=3V，
∵I=

U

R

，∴串聯(lián)電阻阻值R=

UR

I

=

3V

0.6A

=5Ω，
電阻絲的長(zhǎng)度L=

5Ω

0.5Ω/cm

=10cm，
要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)串聯(lián)10cm長(zhǎng)電阻為5Ω的分壓電阻R，
要使電路中的燈泡既能正常發(fā)光，又能起到調(diào)光作用，串接的電阻絲長(zhǎng)度L′必須大于10cm，電路圖如圖所示．
（2）制作方法：將這根電阻絲截下適當(dāng)?shù)囊欢魏螅ㄩL(zhǎng)度必須大于10cm，具體多長(zhǎng)可由試驗(yàn)確定其范圍），
然后將這段電阻絲一端用導(dǎo)線和燈泡相連，并將從這一端開(kāi)始的10cm長(zhǎng)用絕緣膠帶纏緊，再加以固定．
最后在剩下的電阻絲上用銅線纏繞幾圈，做成可以在電阻線上滑動(dòng)的銅線環(huán)，并將銅線環(huán)用軟導(dǎo)線按電路圖和電源相連，
再接入開(kāi)關(guān)、燈泡，組成閉合電路，調(diào)光小電燈就做成了．
（3）電阻絲與燈泡串聯(lián)，電流通過(guò)調(diào)光用的電阻絲時(shí)，電阻絲發(fā)熱損失能量，因此該調(diào)光方式不能起到節(jié)能作用．
答：（1）給燈泡串聯(lián)一個(gè)大于10cm長(zhǎng)的電阻絲，如圖所示；
（2）如上所述；（3）該調(diào)光方式不能節(jié)能．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了調(diào)光燈電路設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律即可正確解題．