Question

【題目】如圖甲所示，這是物理興趣小組設計的汽車轉向指示燈電路模型，電路中電源電壓恒為6V，指示燈的規格均為“6V 3W”，R0為定值電阻，電磁鐵線圈及銜鐵的阻值忽略不計．當轉向開關與觸點“2和3”剛接通時，電磁鐵中有電流通過，右轉指示燈發光較暗，接著，銜鐵被吸下，觸點A與B接通，電磁鐵和電阻R0被短路，右轉指示燈發光較亮，此時，由于電磁鐵中沒有電流通過，銜鐵被彈簧拉上去，觸點A與B分離，電磁鐵中又有電流通過，隨后電磁鐵又將銜鐵吸下，如此循環，右轉指示燈會較暗、較亮交替閃爍． 當開關與觸點“2和3”接通時，右轉向指示燈兩端實際電壓變化規律如乙圖所示．已知右轉向燈發光較暗時，其兩端實際電壓為Ux，其消耗的實際功率為額定功率的4%，不考慮指示燈電阻隨溫度的變化

（1）右轉向燈發光較亮時，觸點A和觸點B的狀態是（填“接通”或“斷開”）
（2）右轉向燈發光較暗時，消耗的實際功率是W，指示燈兩端的實際電壓Ux=V．
（3）右轉向燈交替工作6s，其消耗的電能是J
（4）定值電阻R0的大小是Ω
（5）開關與觸點“2和3”接通時，若電阻R0斷路了，此時右轉向指示燈的狀態是（填“持續發光”、“交替發光”或“熄滅”）

Answer 1

【答案】
（1）接通
（2）0.12；1.2
（3）6.48
（4）48
（5）熄滅
【解析】解：（1）當轉向開關與觸點“2和3”剛接通時，電磁鐵中有電流通過，右轉指示燈發光較暗，接著，銜鐵被吸下，觸點A與B接通，電磁鐵和電阻R0被短路，右轉指示燈發光較亮；（2）由P= 可得，指示燈的電阻： RL= = =12Ω，
當右轉指示燈微弱發光時，指示燈的實際功率：
PL實=4%PL=0.04×3W=0.12W，
指示燈的電壓為：Ux= = =1.2V；（3）由圖乙可知，交替工作的周期為1.5s，一個周期內正常發光的時間為0.5s，
則右轉指示燈閃爍交替工作6s內，
正常發光的時間t1= ×0.5s=2s，微弱發光的時間t2=t﹣t1=6s﹣2s=4s，
由P= 可得，正常發光消耗的電能：
W1=PLt1=3W×2s=6J，
微弱發光時消耗的電能：
W2=P實t2=0.12W×4s=0.48J，
共消耗電能：
W=W1+W2=6J+0.48J=6.48J；（4）燈泡兩端的實際電壓為1.2V：
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R0兩端的電壓：
U0=U﹣Ux=6V﹣1.2V=4.8V，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I= =
即 = ，
解得：R0=48Ω．（5）開關與觸點“2和3”接通時，若電阻Ro斷路了，此時電磁鐵中無電流，無磁性，不再吸引銜鐵，上下兩條路都斷路，右轉向指示燈的不發光．
所以答案是：（1）接通；（2）0.12；1.2；（3）6.48；（4）48；（5）熄滅．
【考點精析】掌握電磁繼電器的組成、原理和特點和實際功率的概念是解答本題的根本，需要知道電磁繼電器：實質上是一個利用電磁鐵來控制的開關．它的作用可實現遠距離操作，利用低電壓、弱電流來控制高電壓、強電流．還可實現自動控制；實際功率（P）：用電器在實際電壓下的功率．