物理
（2014•松北区一模）物理小组同学在实验室开展制作“可连续调节亮度的调光灯”，他们用一个规格为“12V 8W”的灯泡、标有“5Ω 3A”的滑动变阻器和12V学生电源以及开关和足够的导线连成如图所示的调光电路．（1）实验过程中，同学们发现“调光灯亮度变化不大”，请你简要说明原因．（2）同学们要改进他们设计的调光灯，打算换一只灯泡，实验室还有规格为“3V 3W”、“24V 6W”、“12V 24W”的灯泡，你认为应该换用哪个灯泡合适？为什么？（3）有的同学认

2019-06-24

（2014•松北区一模）物理小组同学在实验室开展制作“可连续调节亮度的调光灯”，他们用一个规格为“12V 8W”的灯泡、标有“5Ω 3A”的滑动变阻器和12V学生电源以及开关和足够
的导线连成如图所示的调光电路．
（1）实验过程中，同学们发现“调光灯亮度变化不大”，请你简要说明原因．
（2）同学们要改进他们设计的调光灯，打算换一只灯泡，实验室还有规格为“3V 3W”、“24V 6W”、“12V 24W”的灯泡，你认为应该换用哪个灯泡合适？为什么？
（3）有的同学认为“不用更换灯泡，只要在原电路上加一根导线，也可以增大调光灯的亮度变化”．请你在图中加上这根导线并说出此时灯泡功率变化范围．
优质解答
（1）灯泡的阻值较大，滑动变阻器的最大阻值较小，无论滑片怎样滑动，灯泡的功率变化范围比较小．
（2）“12V 8W”灯泡的电阻：R1=
U
2
1
P1
=
(12V)2
8W
=18Ω；
“3V 3W”灯泡的电阻：R2=
U
2
2
P2
=
(3V)2
3W
=3Ω，灯泡的额定电流：I=
P2
U2
=
3W
3V
=1A；
当“3V 3W”的灯泡接入电路时，电路中的最小：I最小=
U
R2+R
=
12V
3Ω+5Ω
=1.5A＞1A，所以“3V 3W”的灯泡不行；
“24V 6W”灯泡的电阻：R3=
U
2
3
P3
=
(24V)2
6W
=96Ω＞18Ω，所以“24V 6W”的灯泡也不行，会导致调光范围更小；
“12V 24W”灯泡的电阻：R4=
U
2
4
P4
=
(12V)2
24W
=6Ω，与滑动变阻器的最大阻值接近；
当“12V 24W”的灯泡接入电路时，电路中的最小：I最小=
U
R4+R
=
12V
6Ω+5Ω
≈1.1A＜
24W
12V
=2A，因此“12V 24W”灯泡的电阻与滑动变阻器的电阻相匹配，而且灯泡能安全工作．
 （3）如下图所示：

如图，当滑动变阻器的滑片在最右端时，灯泡的功率为0W；
当滑动变阻器的滑片在最左端时，灯泡正常工作，灯泡的电功率为8W，所以灯泡功率变化范围是0W到8W．
答：（1）灯泡的阻值较大，滑动变阻器的最大阻值较小，无论滑片怎样滑动，灯泡的功率变化范围比较小．
（2）“12V 24W”灯泡的电阻与滑动变阻器的电阻相匹配，而且灯泡能安全工作．
（3）灯泡功率变化范围是0W到8W． （1）灯泡的阻值较大，滑动变阻器的最大阻值较小，无论滑片怎样滑动，灯泡的功率变化范围比较小．
（2）“12V 8W”灯泡的电阻：R1=
U
2
1
P1
=
(12V)2
8W
=18Ω；
“3V 3W”灯泡的电阻：R2=
U
2
2
P2
=
(3V)2
3W
=3Ω，灯泡的额定电流：I=
P2
U2
=
3W
3V
=1A；
当“3V 3W”的灯泡接入电路时，电路中的最小：I最小=
U
R2+R
=
12V
3Ω+5Ω
=1.5A＞1A，所以“3V 3W”的灯泡不行；
“24V 6W”灯泡的电阻：R3=
U
2
3
P3
=
(24V)2
6W
=96Ω＞18Ω，所以“24V 6W”的灯泡也不行，会导致调光范围更小；
“12V 24W”灯泡的电阻：R4=
U
2
4
P4
=
(12V)2
24W
=6Ω，与滑动变阻器的最大阻值接近；
当“12V 24W”的灯泡接入电路时，电路中的最小：I最小=
U
R4+R
=
12V
6Ω+5Ω
≈1.1A＜
24W
12V
=2A，因此“12V 24W”灯泡的电阻与滑动变阻器的电阻相匹配，而且灯泡能安全工作．
 （3）如下图所示：

如图，当滑动变阻器的滑片在最右端时，灯泡的功率为0W；
当滑动变阻器的滑片在最左端时，灯泡正常工作，灯泡的电功率为8W，所以灯泡功率变化范围是0W到8W．
答：（1）灯泡的阻值较大，滑动变阻器的最大阻值较小，无论滑片怎样滑动，灯泡的功率变化范围比较小．
（2）“12V 24W”灯泡的电阻与滑动变阻器的电阻相匹配，而且灯泡能安全工作．
（3）灯泡功率变化范围是0W到8W．
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