某校科技小组设计(如图甲所示的汽车转向灯电路模型原理图.接通相应指示灯后.该指示灯会亮.暗交替闪烁．电路中电源电压12V不变.指示灯的规格为“12V 6W .R0为定值电阻.左转或右转指示灯单独闪烁时.电压表两端实际电压随时间的变化规律如图乙所示．设指示灯的电阻不变.电磁铁线圈及衔铁的电阻值不计．求:(1)指示灯的电阻,(2)转向开关S与触点“3 和“4 � 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

14．某校科技小组设计（如图甲所示的汽车转向灯电路模型原理图，接通相应指示灯后，该指示灯会亮（正常发光）、暗（微弱发光）交替闪烁．电路中电源电压12V不变，指示灯的规格为“12V 6W”，R₀为定值电阻，左转或右转指示灯单独闪烁时，电压表两端实际电压随时间的变化规律如图乙所示．设指示灯的电阻不变，电磁铁线圈及衔铁的电阻值不计．求：
（1）指示灯的电阻；
（2）转向开关S与触点“3”和“4”接触时，指示灯正常发光状态下通过衔铁的电流；
（3）转向开关S与触点“2”和“3”接触时，指示灯微弱发光状态下的实际电功率；
（4）转向开关S与触点“4”和“5”接触时，指示灯交替闪烁工作1min消耗的电能．

分析（1）知道指示灯的额定电压和额定功率，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出指示灯的电阻；
（2）由电路图可知，转向开关S与触点“3”和“4”接触时，左转、右转指示灯同时工作，由于指示灯处于正常发光状态，利用P=UI和并联电路的特点即可求出通过衔铁的电流；
（3）转向开关S与触点“2”和“3”接触时，由图乙可知，R₀两端的电压，根据串联电路的电压特点求出指示灯两端的电压，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出指示灯微弱发光状态下的实际电功率；
（4）转向开关S与触点“4”和“5”接触时，由图乙可知，交替工作的周期和一个周期内工作时间，据此求出右转指示灯闪烁交替工作1min内正常发光的时间，进一步求出微弱发光的时间，根据P=$\frac{W}{t}$求出正常发光消耗的电能和微弱发光时消耗的电能，两者之和即为共消耗电能．

解答解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得指示灯的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（12V）^{2}}{6W}$=24Ω；
（2）由电路图可知，转向开关接3和4时，左转、右转指示灯同时工作；
由P=UI可知指示灯处于正常发光时通过电流I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{6W}{12V}$=0.5A；
则通过衔铁的电流I=2I_L=2×0.5A=1A；
（3）转向开关S与触点“2”和“3”接触时，由图乙可知当指示灯微弱发光时R₀两端的电压为U₀=9.6V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以指示灯两端的电压：
U_L实=U-U₀=12V-9.6V=2.4V，
则指示灯的实际功率：
P_L实=$\frac{{U}_{L实}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（{2.4V）}^{2}}{24Ω}$=0.24W；
（4）转向开关S与触点“4”和“5”接触时，由图乙可知，交替工作的周期为0.3s，一个周期内正常发光时间为0.2s，微弱发光时间为0.1s；
则指示灯交替闪烁工作1min，
正常发光的时间t₁=$\frac{60s}{0.3s}$×0.2s=40s，微弱发光的时间t₂=t-t₁=60s-40s=20s，
由P=$\frac{W}{t}$可得，正常发光消耗的电能：
W₁=P_Lt₁=6W×40s=240J，
微弱发光时消耗的电能：
W₂=P_L实t₂=0.24W×20s=4.8J，
共消耗电能：
W=W₁+W₂=240J+4.8J=244.8J．
答：（1）指示灯的电阻为24Ω；
（2）转向开关S与触点“3”和“4”接触时，指示灯正常发光状态下通过衔铁的电流为1A；
（3）转向开关S与触点“2”和“3”接触时，指示灯微弱发光状态下的实际电功率为0.24W；
（4）转向开关S与触点“4”和“5”接触时，指示灯交替闪烁工作1min消耗的电能为244.8J．

点评本题考查了电路连接的判断和电功率公式、串联电路的特点、欧姆定律、电功公式的应用，关键是从图象中得出指示灯正常工作的时间和微弱发光时的时间．

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	A．	教师和学生仍可正常行走
	B．	轻轻一吹，书桌上的课本便可飞出去
	C．	课本中测量滑动摩擦力的实验无法完成
	D．	向上抛出的物体仍会落下

5．

请在图中标出电流方向和通电螺线管的N极．