Question

【題目】小明同學設計了如圖甲所示的汽車轉向指示燈電路模型，接通相應指示燈后，指示燈會亮、暗(微弱發光)交替閃爍發光，電路中電源電壓恒為6V，R0為定值電阻，指示燈規格均為“6V 3W”，電磁鐵線圈和銜鐵的電阻忽略不計，指示燈的電壓與電流的變化規律如表所示：

（1）若讓左轉、右轉指示燈同時工作，轉向開關應與觸點________接通。(選填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”)

（2）當轉向開關與觸點“2和3”接通時，右轉指示燈兩端實際電壓U燈隨時間t變化規律如圖乙所示，已知當右轉指示燈微弱發光時，右轉指示燈的功率與定值電阻R0的功率之比是1：4，求定值電阻R0的阻值________。

（3）右轉指示燈交替閃爍工作15s時，求指示燈和R0消耗的電能分別是多少________ ?

Answer 1

【答案】3和4接通40Ω16.44J和5.76J

【解析】

（1）若讓左轉、右轉指示燈同時工作，應讓兩燈并聯后全部接入電路中，故轉向開關應與觸點3和4接通；

（2）當轉向開關與觸點“2和3”接通時，右轉指示燈與R0串聯接入電路中，電流相同，右轉指示燈的功率與定值電阻R0的功率之比是1：4，根據P=UI可知：右轉指示燈的功率與定值電阻R0的電壓之比為：；

在串聯電路中電源電壓等于各部分電壓之和，U=UL+U0=6V，則：UL=1.2V，U0=4.8V；

由表格可知，當燈泡兩端電壓為1.2V時，燈泡的電流為0.12A，由歐姆定律可知R0的阻值為：

；

（3）由圖乙可知，右轉指示燈交替閃爍工作15s內，亮、暗發光的時間分別為t1=5s、t2=10s；指示燈消耗的電能分別是：

；

；

所以燈消耗的總電能為：；

燈泡正常發光時，R0不工作，燈泡發光較暗時，R0工作，故15s內R0工作的時間為t=10s，則R0消耗的電能為：

。