Question

（2001?宜昌）李華同學準備自制一個亮度可調的玩具臺燈，他選用了下列器材：一個電壓為6伏的電源，一個標有“10Ω1A”的小滑動變阻器，一只標有“2.5V 0.5A”燈泡，一個開關和若干導線等．李華用這些器材組成一個串聯電路．請問：
（1）李華同學選有的這些器材合適嗎？為什么？
（2）現有一段電阻絲（電阻為每厘米1歐）將這段電阻絲接入李華設計的串聯電路后，無論怎樣移動滑動變阻器，燈泡的亮度都不會超過正常發光時的亮度．那么電阻絲是怎樣接入電路的？其長度多少？

Answer 1

分析：（1）根據電源電壓、燈泡的額定電壓以及燈泡兩端可能的最大電壓值進行分析；

解答：答：（1）不合適，因為燈泡電壓為2.5V，電源電壓6V，若滑動電阻滑片位置不合適，燈泡兩端電壓會超過額定電壓．如滑動變阻器接入電路的阻值為0時，燈泡兩端電壓為6V，燈泡將被燒壞．
（2）電阻絲應串聯接入電路．
當滑動變阻器接入電路中的阻值為0時，燈泡將達到最大亮度即正常發光，此時燈泡兩端電壓U₁=2.5V，則電阻絲兩端電壓U₂=U-U₁=6V-2.5V=3.5V；因燈泡正常發光，則串聯電路中的電流I=0.5A；
電阻絲的阻值：R=

U2

I

=

3.5V

0.5A

=7Ω，
電阻絲的長度：L=

R

1Ω

×1cm=

7Ω

1Ω

×1cm=7cm．

點評：本題考查串聯電路的特點和歐姆定律的應用，關鍵是串聯電路電壓規律的應用．