Question

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

（1）若讓左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)指示燈同時工作，轉(zhuǎn)向開關(guān)應(yīng)與觸點(diǎn)________接通。(選填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”)

（2）當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)與觸點(diǎn)“2和3”接通時，右轉(zhuǎn)指示燈兩端實(shí)際電壓U燈隨時間t變化規(guī)律如圖乙所示，已知當(dāng)右轉(zhuǎn)指示燈微弱發(fā)光時，右轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)指示燈同時工作，應(yīng)讓兩燈并聯(lián)后全部接入電路中，故轉(zhuǎn)向開關(guān)應(yīng)與觸點(diǎn)3和4接通；

（2）當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)與觸點(diǎn)“2和3”接通時，右轉(zhuǎn)指示燈與R0串聯(lián)接入電路中，電流相同，右轉(zhuǎn)指示燈的功率與定值電阻R0的功率之比是1：4，根據(jù)P=UI可知：右轉(zhuǎn)指示燈的功率與定值電阻R0的電壓之比為：；

在串聯(lián)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(dāng)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(zhuǎn)指示燈交替閃爍工作15s內(nèi)，亮、暗發(fā)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(fā)光時，R0不工作，燈泡發(fā)光較暗時，R0工作，故15s內(nèi)R0工作的時間為t=10s，則R0消耗的電能為：

。