Question

在學(xué)習(xí)了電學(xué)知識(shí)后，老師提供了以下器材，讓同學(xué)們自己設(shè)計(jì)一個(gè)能調(diào)節(jié)電燈發(fā)光亮度的電路。器材：電源（電壓20 V）、一個(gè)定值電阻R（“20V　10W”）、一個(gè)小電燈L（“20V 10W”）、 一個(gè)滑動(dòng)變阻器R₀（0~500Ω）和若干開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線。

（1）小明的小組首先完成了設(shè)計(jì)，他們?cè)O(shè)計(jì)的是能使小電燈L在兩種功率下工作的電路，如圖所示。請(qǐng)計(jì)算電燈在兩種工作情況下的功率。

（2）小華的小組設(shè)計(jì)出的是能夠在家庭電路中使用的電路，可以連續(xù)調(diào)節(jié)電燈的功率大小，如圖所示。請(qǐng)計(jì)算此電路工作時(shí)，變阻器接入電路中的最小阻值。

Answer 1

（1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，燈兩端電壓等于額定電壓

     有：P₁=P_額=10W

     當(dāng)S₁閉合、S₂斷開(kāi)時(shí)，R與L串聯(lián)

     由：I=U/R  P=UI

     可得：R=R_L=U²/P=20²/（40+40）=0.25A

     P₂=I²R_L=0.25²×40=2.5W

（2）當(dāng)燈正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器接電路中的電阻值最小

  電路中的電流：

 I=I_L=P_L/U_L=10/20=0.5A

滑動(dòng)變阻器兩端電壓：

U_R=U_總-U_L=220-20=200V

滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小電阻值：

R=U_R/I=200/0.5=400