Question

有小燈泡L₁（6V，3W）和L₂（6V，1W）各一只，定值電阻R（18Ω，5W）一只，電源一只（電動勢12V，內電阻不計），電鍵一只，導線若干．試設計一合理的電路，使L₁和L₂都能正常發光．
（1）將設計的電路圖畫在虛線框內，電路圖中要標明各元件的代號．
（2）按設計的電路圖，用實線（表示導線）完成實物圖的連線．

Answer 1

分析：兩個燈泡的額定電壓相同而額定功率不相等，要選使它們都正常發光，有兩種思路：1．兩個燈泡并聯，找一個分壓電阻，使兩個燈泡兩端的電壓等于額定電壓；2．給電阻值比較大的燈泡并聯一個電阻，然后與電阻值比較小的燈泡串聯．具體使用哪一種方法，要看題目中給出的實驗器材滿足哪一種方法．

解答：解：（1）根據公式：P=

U2

R

．小燈泡L₁（6V，3W）的電阻值：R1=

U2

P1

=

36

3

Ω=12Ω；
小燈泡L₂（6V，1W）的電阻值：R2=

U2

P2

=36Ω
①若將R₁和R₂并聯，R并=

R1R2

R1+R2

=

12×36

12+36

Ω=9Ω
由于并聯后的電阻小于定值電阻的電阻值，所以將R₁和R₂并聯后與R串聯時，燈泡上分擔的電壓要小于6V．所以該方法行不通．
②若將R₂與R并聯，并聯電阻：R并′=

R?R2

R+R2

=

18×36

18+36

Ω=12Ω=R1
所以，將R₂與R并聯后與R₁串聯時，并聯部分和R₁上分擔的電壓相等，都是6V．所以該種方法可行．故電路的原理圖如圖所示：
（2）依據實驗原理圖，從電源的正極開始逐步連接，完成實物連接如圖所示．

答：（1）設計的電路圖如圖．（2）按設計的電路圖，用實線（表示導線）完成實物圖的連線如圖．

點評：本題考查了實驗電路設計、求電阻等問題，難度不大，知道串并聯電路特點、應用歐姆定律即可正確解題．