Question

【題目】【2016·南寧卷】某校科技小組設(shè)計了如圖甲所示的而汽車轉(zhuǎn)向燈電路模型原理圖，接通相應(yīng)指示燈后，該指示燈會亮（正常發(fā)光）、暗（微弱發(fā)光）交替閃爍。電路中電源電壓12V不變，指示燈的規(guī)格均為“12V 6W”，R0為定值電阻，左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)指示燈單獨閃爍時，電壓表兩端實際電壓隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。設(shè)指示燈的電阻不變，電磁鐵線圈及銜鐵的電阻值不計。求：

（1）指示燈的電阻；

（2）轉(zhuǎn)向開關(guān)S與觸點“3”和“4”接通時，指示燈正常發(fā)光狀態(tài)下通過銜鐵的電流；

（3）轉(zhuǎn)向開關(guān)S與觸點“2”和“3”接通時，指示燈微弱發(fā)光狀態(tài)下的實際電功率；

（4）轉(zhuǎn)向開關(guān)S與觸點“4”和“5”接通時，指示燈交替閃爍工作1min消耗的電能。

Answer 1

【答案】（1）24Ω；（2）1A；（3）0．24W；（4）244．8J

【解析】（1）由題意得P額=6W，U額=12V

因為P額= U額I額，所以； 則

（2）由題意（圖乙）可知在兩指示燈L1和L2正常發(fā)光的的狀態(tài)下，R0被短路，電路中只有L1和L2并聯(lián)，所以電路總電阻R=0．5×R燈=12Ω ，則通過銜鐵的電流；

（3）轉(zhuǎn)向開關(guān)S與觸點“2”和“3”接通時，指示燈微弱發(fā)光狀態(tài)下，指示燈L1與R0串聯(lián)，此時由圖乙可得電壓表示數(shù)U1=9．6V，則電路中電流

此時L1的實際電功率為P=（U-U1）I1=2．4V×0．1A=0．24W

（4）由乙圖可知，指示燈閃爍的周期為0．3s，其中0．2s為正常發(fā)光，0．1s為微弱發(fā)光。

在一個周期內(nèi)：正常發(fā)光0．2s消耗的電能為W1=0．2P額=0．2×6J=1．2J

微弱發(fā)光0．1s消耗的電能為W2=0．1P=0．1×0．24J=0．024J

所以一個周期內(nèi)消耗的總電能為W周= W1+ W2=1．224J

所以1min內(nèi)總消耗的電能為W總=200W周=244．8J ．