题目内容
13．某兴趣小组设计了如图甲所示的汽车转身指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光．电路中电源电压恒为6伏，指示灯的规格为“6V 6W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计．
（1）若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点3和4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变化规律如图乙所示．已知当右转指示灯微弱发光时，其两端实际电压为Ux，消耗的实际功率为额定功率的$\frac{1}{9}$．求：右转指示灯闪烁交替工作30秒消耗的电能是73.3，定值电阻R0的阻值是12Ω．（指示灯的电阻不变）
分析 （1）据电路分析即可，及需要让两个指示灯都接入电路即可；
（2）①计算出指示灯两种功率下的工作时间，而后据公式W=Pt计算电能即可；
②据灯泡的规格可以计算出灯泡的电阻，据灯泡的电阻和灯泡的实际功率可以计算出灯泡的实际电流，而后再据串联电路电压和电流的规律分析即可得出答案．
解答 解：（1）据图可知，若想使得两个指示灯都工作，所以应该让两个指示灯同时接入电路，故应将开关与触点3和4接通；
（2）①此时灯泡发出微弱的光时的功率是：P′=$\frac{1}{9}$ P=$\frac{1}{9}$×6W=$\frac{2}{3}$W；
故据图乙可知，每1.5s的时间，指示灯6W工作时间是0.5s，$\frac{2}{3}$W工作时间还是1s，故指示灯工作30s，以6W功率工作的时间是t1=$\frac{30}{1.5}$×0.5=10s，所以以$\frac{2}{3}$W工作的时间是t2=30s-10s=20s；
故以6W功率消耗的电能是W1=Pt1=6W×10s=60J；
故以$\frac{2}{3}$W功率消耗的电能是W2=P′t2=$\frac{2}{3}$W×20s=13.3J；
故总共消耗的电能是：W=60J+13.3J=73.3J；
②据指示灯规格为“6V 6W”且灯泡的电阻不变，可知，灯泡的电阻是R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
当指示灯为$\frac{2}{3}$W时，据P=I2R可知，I=$\frac{1}{3}$A；
故此时灯泡的电压是：U=IR=$\frac{1}{3}$A×6Ω=2V，所以定值电阻的电压是：U′=6V-2V=4V；
故定值电阻的阻值是：R0=$\frac{{U}^{′}}{I}$=$\frac{4V}{\frac{1}{3}A}$=12Ω；
答：（1）若让左转、右转指示灯同时工作，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，①右转指示灯闪烁交替工作30秒消耗的电能73.3J；②定值电阻R0的阻值12Ω．
点评 本题考查电阻、电功、电功率的计算，关键是公式及其变形的应用和串联电路电压和电流特点的理解，该题难度较大
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