Question

某校科技小组设计了如图甲所示的而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，指示灯的规格均为“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21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”接通时，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”接通时，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”接通时，指示灯交替闪烁工作1min消耗的电能。

Answer

（1）24Ω；（2）1A；（3）0．24W；（4）244．8J

【解析】试题（1）由题意得P额=6W，U额=12V

因为P额= U额I额，所以；

则

（2）由题意（图乙）可知在两指示灯L1和L2正常发光的的状态下，R0被短路，电路中只有L1和L2并联，所以电路总电阻R=0．5×R灯="12Ω" ，则通过衔铁的电流；

（3）转向开关S与触点“2”和“3”接通时，指示灯微弱发光状态下，指示灯L1与R0串联，此时由图乙可得电压表示数U1=9．6V，则电路中电流

此时L1的实际电功率为P=（U-U1）I1=2．4V×0．1A=0．24W

（4）由乙图可知，指示灯闪烁的周期为0．3s，其中0．2s为正常发光，0．1s为微弱发光。

在一个周期内：正常发光0．2s消耗的电能为W1=0．2P额=0．2×6J=1．2J

微弱发光0．1s消耗的电能为W2=0．1P=0．1×0．24J=0．024J

所以一个周期内消耗的总电能为W周= W1+ W2=1．224J

所以1min内总消耗的电能为W总=200W周=244．8J ．