Question

【题目】某兴趣小组设计了如图所示的多功能水位报警电路，当水面上升到警戒水位时，a、b两点接通．控制开关连接2、3两触点时电铃发出忽强忽弱的报警声，控制开关连接3、4两触点电铃报警同时电灯会亮、暗交替闪烁发光，控制开关连接4、5两触点时仅有灯泡闪烁发光．电路中电源电压恒为6V，灯泡规格为“6V 3W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计．

（1）请根据设计要求在虚线框中将电路连接完整___________．

（2）控制开关连接4、5两触点灯泡亮暗交替发光时，灯泡变亮的原因是什么________？

（3）当控制开关与触点“4和5”接通时，灯泡两端实际电压变化规律如图所示．已知当灯泡微弱发光时，其两端实际电压为U实，消耗的实际功率为额定功率的1/25．求：

①灯泡闪烁交替工作60s消耗的电能____________。

②定值电阻R0的阻值_________．（假设灯泡的电阻不变）

Answer 1

【答案】 见解析所示 触点AB接触，R0被短路，灯泡两端电压变大 64.8J 48Ω

【解析】 (1)据图可知，控制开关连接2、3两触点时电铃发出忽强忽弱的报警声，控制开关连接3、4两触点电铃报警同时电灯会亮、暗交替闪烁发光，控制开关连接4、5两触点时仅有灯泡闪烁发光，则灯泡与电铃并联，如图所示。

(2)控制开关连接4、5两触点灯泡亮暗交替发光时,灯泡变亮的原因是触点AB接触,R0被短路，灯泡两端电压变大；(3)①此时灯泡发出微弱的光时的功率是：P′＝P＝×3W＝0.12W；故据图乙可知,每1.5s的时间,指示灯3W工作时间是0.5s,0.12W工作时间还是1s,故指示灯工作60s,以3W功率工作的时间是t1＝×0.5s＝20s,所以以0.12W工作的时间是t2＝60s20s＝40s；由P＝可得，以3W功率消耗的电能是W1＝Pt1＝3W×20s＝60J；则以0.12W功率消耗的电能是W2＝P′t2＝0.12W×40s＝4.8J；60s共消耗的电能是：W＝60J4.8J＝64.8J，②据指示灯规格为“6V3W”且灯泡的电阻不变,可知,灯泡的电阻是R＝＝12Ω；当指示灯为0.12W时,据P＝I2R可知，I＝0.1A；故此时灯泡的电压是：U＝IR＝0.1A×12Ω＝1.2V,所以定值电阻的电压是：U′＝6V1.2V＝4.8V；故定值电阻的阻值是：R0＝＝48Ω.