解题思路:(1)灯泡正常工作时的电压和额定电压相等,根据P=UI求出正常发光时通过灯丝的电流,再根据欧姆定律求出灯泡的电阻;(2)根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时串联电阻两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出串联电阻的阻值;(3)为防止滑动变阻器接入电路中的电阻过小时,灯泡两端的电压大于额定电压,需要串联一个定值电阻保护电路.
(1)灯泡正常发光时的功率为PL=3W,两端的电压UL=6V,
由P=UI可得,正常发光时的电流:
IL=
PL
UL=[3W/6V]=0.5A,
由I=[U/R]可得,灯丝的电阻:
RL=
UL
IL=[6V/0.5A]=12Ω;
(2)电源电压为9V,灯泡正常发光时与电阻R串联,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,灯泡正常发光时,电阻两端的电压:
UR=U-UL=9V-6V=3V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,保护电阻的阻值:
R=
UR
IR=
UR
IL=[3V/0.5A]=6Ω;
(3)滑动变阻器虽然可以保护电路,但是在移动滑动变阻器调节灯泡亮度时,如果调节时动作幅度过大,使得电路中的电流大于灯泡的额定电流,则灯泡可能会烧毁,因此还是需要一个保护电阻,在滑动变阻器的电阻为零时,灯泡刚好能正常工作.
故答案为:0.5;6;需要.
点评:
本题考点: 电功率的计算;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;欧姆定律的应用.
考点点评: 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,要注意滑动变阻器作用一是改变电路中的电流,二是可以保护电路.