Question

【題目】小明同學設計了如圖甲所示的汽車轉(zhuǎn)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(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，指示燈的電壓與電流的變化規(guī)律如表所示：

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

（1）若讓左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)指示燈同時工作，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向開關與觸點“2和3”接通時，右轉(zhuǎn)指示燈兩端實際電壓U燈隨時間t變化規(guī)律如圖乙所示，已知當右轉(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】
（1）3和4
（2）解：當轉(zhuǎn)向開關與觸點“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：UL：U0= ： =PL：P0=1：4，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：

R0= = =40Ω；

（3）解：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；

消耗的電能分別是：

W1=Pt1=3W×5s=15J；

W2=ULIt2=1.2V×0.12A×10s=1.44J；

燈消耗的總電能為：W=W1+W2=15J+1.44J=16.44J；

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：W0=U0It=4.8V×0.12A×10s=5.76J．

【解析】解：（1）若讓左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)指示燈同時工作，應讓兩燈并聯(lián)后全部接入電路中，故轉(zhuǎn)向開關應與觸點3和4接通；
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解電路的基本連接方式的相關知識，掌握電路的連接方式分：串聯(lián)和并聯(lián)兩種，以及對電功的計算的理解，了解電功計算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）．