【分析】
第2题:冰箱照明灯与压缩机工作互不影响,应为并联电路;门控开关仅控制照明灯,需与照明灯串联成一条支路;温控开关仅控制压缩机,需与压缩机串联成另一条支路,两条支路并联后接电源。
第3题:(1)根据灯泡的额定电压和额定电流,结合电功率公式、欧姆定律可计算额定功率、额定电阻;(2)灯泡正常发光时,串联电阻需分担多余电压,串联电路电流处处相等,据此计算串联电阻阻值;(3)滑动变阻器最大阻值为20Ω,需保证滑动变阻器阻值为0时电路电流不超过灯泡额定电流,据此判断是否需要保护电阻并计算其阻值,再画出串联保护电阻、灯泡、滑动变阻器、电源、开关的电路图。
【解析】
第2题解析
照明灯与压缩机并联,门控开关与照明灯串联,温控开关与压缩机串联,两条支路并联后连接电源,如图答14-3所示。
第3题解析
(1)已知灯泡额定电压$U_{额}=4.8V$,额定电流$I_{额}=0.3A$,可计算:
① 额定功率:$P_{额}=U_{额}I_{额}=4.8V×0.3A=1.44W$;
② 额定电阻:$R_{L}=\frac{U_{额}}{I_{额}}=\frac{4.8V}{0.3A}=16Ω$。
(2)灯泡正常发光时,串联电阻需分担的电压:$U_{R}=U_{总}-U_{额}=9V-4.8V=4.2V$,串联电路电流相等,故串联电阻阻值:$R=\frac{U_{R}}{I_{额}}=\frac{4.2V}{0.3A}=14Ω$。
(3)需要保护电阻。当滑动变阻器阻值调为0时,电路电流最大,需保证最大电流不超过灯泡额定电流$0.3A$,总最小电阻:$R_{总最小}=\frac{U_{总}}{I_{额}}=\frac{9V}{0.3A}=30Ω$,故保护电阻阻值:$R_{保护}=R_{总最小}-R_{L}=30Ω-16Ω=14Ω$,电路图为电源、开关、保护电阻、灯泡、滑动变阻器串联,如图答14-4所示。
【答案】
2. 见图答14-3

3.(1)灯泡的额定功率为1.44W,额定电阻为16Ω;(2)14Ω;(3)需要,14Ω,电路图见图答14-4

【知识点】
并联电路设计、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合生活实际考察电路设计与电学计算,需掌握串并联电路特点、欧姆定律及电功率公式的应用,综合性较强,注重知识的实际运用。
【难度系数】
0.5