Question

【題目】某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的多功能水位報(bào)警電路，當(dāng)水面上升到警戒水位時(shí)，a、b兩點(diǎn)接通．控制開關(guān)連接2、3兩觸點(diǎn)時(shí)電鈴發(fā)出忽強(qiáng)忽弱的報(bào)警聲，控制開關(guān)連接3、4兩觸點(diǎn)電鈴報(bào)警同時(shí)電燈會(huì)亮、暗交替閃爍發(fā)光，控制開關(guān)連接4、5兩觸點(diǎn)時(shí)僅有燈泡閃爍發(fā)光．電路中電源電壓恒為6V，燈泡規(guī)格為“6V 3W”，R0為定值電阻，電磁鐵線圈及銜鐵的阻值忽略不計(jì)．

（1）請根據(jù)設(shè)計(jì)要求在虛線框中將電路連接完整___________．

（2）控制開關(guān)連接4、5兩觸點(diǎn)燈泡亮暗交替發(fā)光時(shí)，燈泡變亮的原因是什么________？

（3）當(dāng)控制開關(guān)與觸點(diǎn)“4和5”接通時(shí)，燈泡兩端實(shí)際電壓變化規(guī)律如圖所示．已知當(dāng)燈泡微弱發(fā)光時(shí)，其兩端實(shí)際電壓為U實(shí)，消耗的實(shí)際功率為額定功率的1/25．求：

①燈泡閃爍交替工作60s消耗的電能____________。

②定值電阻R0的阻值_________．（假設(shè)燈泡的電阻不變）

Answer 1

【答案】 見解析所示 觸點(diǎn)AB接觸，R0被短路，燈泡兩端電壓變大 64.8J 48Ω

【解析】 (1)據(jù)圖可知，控制開關(guān)連接2、3兩觸點(diǎn)時(shí)電鈴發(fā)出忽強(qiáng)忽弱的報(bào)警聲，控制開關(guān)連接3、4兩觸點(diǎn)電鈴報(bào)警同時(shí)電燈會(huì)亮、暗交替閃爍發(fā)光，控制開關(guān)連接4、5兩觸點(diǎn)時(shí)僅有燈泡閃爍發(fā)光，則燈泡與電鈴并聯(lián)，如圖所示。

(2)控制開關(guān)連接4、5兩觸點(diǎn)燈泡亮暗交替發(fā)光時(shí),燈泡變亮的原因是觸點(diǎn)AB接觸,R0被短路，燈泡兩端電壓變大；(3)①此時(shí)燈泡發(fā)出微弱的光時(shí)的功率是：P′＝P＝×3W＝0.12W；故據(jù)圖乙可知,每1.5s的時(shí)間,指示燈3W工作時(shí)間是0.5s,0.12W工作時(shí)間還是1s,故指示燈工作60s,以3W功率工作的時(shí)間是t1＝×0.5s＝20s,所以以0.12W工作的時(shí)間是t2＝60s20s＝40s；由P＝可得，以3W功率消耗的電能是W1＝Pt1＝3W×20s＝60J；則以0.12W功率消耗的電能是W2＝P′t2＝0.12W×40s＝4.8J；60s共消耗的電能是：W＝60J4.8J＝64.8J，②據(jù)指示燈規(guī)格為“6V3W”且燈泡的電阻不變,可知,燈泡的電阻是R＝＝12Ω；當(dāng)指示燈為0.12W時(shí),據(jù)P＝I2R可知，I＝0.1A；故此時(shí)燈泡的電壓是：U＝IR＝0.1A×12Ω＝1.2V,所以定值電阻的電壓是：U′＝6V1.2V＝4.8V；故定值電阻的阻值是：R0＝＝48Ω.