某校科技小組設計(如圖*所示的汽車轉向燈電路模型原理圖,接通相應指示燈後,該指示燈會亮(正常發光)、暗(微弱發...
問題詳情:
某校科技小組設計(如圖*所示的汽車轉向燈電路模型原理圖,接通相應指示燈後,該指示燈會亮(正常發光)、暗(微弱發光)交替閃爍.電路中電源電壓12V不變,指示燈的規格爲“12V 6W”,R0爲定值電阻,左轉或右轉指示燈單獨閃爍時,電壓表兩端實際電壓隨時間的變化規律如圖乙所示.設指示燈的電阻不變,電磁鐵線圈及銜鐵的電阻值不計.求:
(1)指示燈的電阻;
(2)轉向開關S與觸點“3”和“4”接觸時,指示燈正常發光狀態下通過銜鐵的電流;
(3)轉向開關S與觸點“2”和“3”接觸時,指示燈微弱發光狀態下的實際電功率;
(4)轉向開關S與觸點“4”和“5”接觸時,指示燈交替閃爍工作1min消耗的電能.
【回答】
【分析】(1)知道指示燈的額定電壓和額定功率,根據P=求出指示燈的電阻;
(2)由電路圖可知,轉向開關S與觸點“3”和“4”接觸時,左轉、右轉指示燈同時工作,由於指示燈處於正常發光狀態,利用P=UI和並聯電路的特點即可求出通過銜鐵的電流;
(3)轉向開關S與觸點“2”和“3”接觸時,由圖乙可知,R0兩端的電壓,根據串聯電路的電壓特點求出指示燈兩端的電壓,根據P=求出指示燈微弱發光狀態下的實際電功率;
(4)轉向開關S與觸點“4”和“5”接觸時,由圖乙可知,交替工作的週期和一個週期內工作時間,據此求出右轉指示燈閃爍交替工作1min內正常發光的時間,進一步求出微弱發光的時間,根據P=求出正常發光消耗的電能和微弱發光時消耗的電能,兩者之和即爲共消耗電能.
【解答】解:(1)由P=得指示燈的電阻:
RL===24Ω;
(2)由電路圖可知,轉向開關接3和4時,左轉、右轉指示燈同時工作;
由P=UI可知指示燈處於正常發光時通過電流IL===0.5A;
則通過銜鐵的電流I=2IL=2×0.5A=1A;
(3)轉向開關S與觸點“2”和“3”接觸時,由圖乙可知當指示燈微弱發光時R0兩端的電壓爲U0=9.6V,
因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和,所以指示燈兩端的電壓:
UL實=U﹣U0=12V﹣9.6V=2.4V,
則指示燈的實際功率:
PL實===0.24W;
(4)轉向開關S與觸點“4”和“5”接觸時,由圖乙可知,交替工作的週期爲0.3s,一個週期內正常發光時間爲0.2s,微弱發光時間爲0.1s;
則指示燈交替閃爍工作1min,
正常發光的時間t1=×0.2s=40s,微弱發光的時間t2=t﹣t1=60s﹣40s=20s,
由P=可得,正常發光消耗的電能:
W1=PLt1=6W×40s=240J,
微弱發光時消耗的電能:
W2=PL實t2=0.24W×20s=4.8J,
共消耗電能:
W=W1+W2=240J+4.8J=244.8J.
答:(1)指示燈的電阻爲24Ω;
(2)轉向開關S與觸點“3”和“4”接觸時,指示燈正常發光狀態下通過銜鐵的電流爲1A;
(3)轉向開關S與觸點“2”和“3”接觸時,指示燈微弱發光狀態下的實際電功率爲0.24W;
(4)轉向開關S與觸點“4”和“5”接觸時,指示燈交替閃爍工作1min消耗的電能爲244.8J.
【點評】本題考查了電路連接的判斷和電功率公式、串聯電路的特點、歐姆定律、電功公式的應用,關鍵是從圖象中得出指示燈正常工作的時間和微弱發光時的時間.
知識點:電功率
題型:計算題