Question

有小灯泡L₁（6V，3W）和L₂（6V，1W）各一只，定值电阻R（18Ω，5W）一只，电源一只（电动势12V，内电阻不计），电键一只，导线若干．试设计一合理的电路，使L₁和L₂都能正常发光．
（1）将设计的电路图画在虚线框内，电路图中要标明各元件的代号．
（2）按设计的电路图，用实线（表示导线）完成实物图的连线．

Answer 1

分析：两个灯泡的额定电压相同而额定功率不相等，要选使它们都正常发光，有两种思路：1．两个灯泡并联，找一个分压电阻，使两个灯泡两端的电压等于额定电压；2．给电阻值比较大的灯泡并联一个电阻，然后与电阻值比较小的灯泡串联．具体使用哪一种方法，要看题目中给出的实验器材满足哪一种方法．

解答：解：（1）根据公式：P=

U2

R

．小灯泡L₁（6V，3W）的电阻值：R1=

U2

P1

=

36

3

Ω=12Ω；
小灯泡L₂（6V，1W）的电阻值：R2=

U2

P2

=36Ω
①若将R₁和R₂并联，R并=

R1R2

R1+R2

=

12×36

12+36

Ω=9Ω
由于并联后的电阻小于定值电阻的电阻值，所以将R₁和R₂并联后与R串联时，灯泡上分担的电压要小于6V．所以该方法行不通．
②若将R₂与R并联，并联电阻：R并′=

R?R2

R+R2

=

18×36

18+36

Ω=12Ω=R1
所以，将R₂与R并联后与R₁串联时，并联部分和R₁上分担的电压相等，都是6V．所以该种方法可行．故电路的原理图如图所示：
（2）依据实验原理图，从电源的正极开始逐步连接，完成实物连接如图所示．

答：（1）设计的电路图如图．（2）按设计的电路图，用实线（表示导线）完成实物图的连线如图．

点评：本题考查了实验电路设计、求电阻等问题，难度不大，知道串并联电路特点、应用欧姆定律即可正确解题．