Question

【题目】小明同学设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6V，R0为定值电阻，指示灯规格均为“6V 3W”，电磁铁线圈和衔铁的电阻忽略不计，指示灯的电压与电流的变化规律如表所示：

电压/V	…	0.5	1.2	2.0	3.0	4.0	5.0	5.5	…
电流/A	…	0.08	0.12	0.18	0.26	0.34	0.42	0.46	…

（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点 接通（选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）．

（2）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压U灯随时间t变化规律如图乙所示，已知当右转指示灯微弱发光时，右转指示灯的功率与定值电阻R0的功率之比是1：4，求定值电阻R0的阻值．

（3）右转指示灯交替闪烁工作15s时，求指示灯和R0消耗的电能分别是多少？

Answer 1

【答案】（1）3和4；（2）40Ω；（3）16.44J和5.76J

【解析】

试题分析：（1）若让左转、右转指示灯同时工作，应让两灯并联后全部接入电路中，故转向开关应与触点3和4接通；（2）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯与R0串联接入电路中，电流相同，右转指示灯的功率与定值电阻R0的功率之比是1：4，根据P=UI可知：右转指示灯的功率与定值电阻R0的电压之比为：UL：U0=： =PL：P0=1：4，在串联电路中电源电压等于各部分电压之和，U=UL+U0=6V，则：UL=1.2V，U0=4.8V；由表格可知，当灯泡两端电压为1.2V时，灯泡的电流为0.12A，由欧姆定律可知R0的阻值为：R0===40Ω；（3）由图乙可知，右转指示灯交替闪烁工作15s内，亮、暗发光的时间分别为t1=5s、t2=10s；消耗的电能分别是：W1=Pt1=3W×5s=15J；W2=ULIt2=1.2V×0.12A×10s=1.44J；灯消耗的总电能为：W=W1+W2=15J+1.44J=16.44J；灯泡正常发光时，R0不工作，灯泡发光较暗时，R0工作，故15s内R0工作的时间为t=10s，则R0消耗的电能为：W0=U0It=4.8V×0.12A×10s=5.76J。