Question

【題目】如圖甲所示，這是物理興趣小組設(shè)計(jì)的汽車轉(zhuǎn)向指示燈電路模型，電路中電源電壓恒為6V，指示燈的規(guī)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(jì)．當(dāng)轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)與觸點(diǎn)“2和3”剛接通時(shí)，電磁鐵中有電流通過(guò)，右轉(zhuǎn)指示燈發(fā)光較暗，接著，銜鐵被吸下，觸點(diǎn)A與B接通，電磁鐵和電阻R0被短路，右轉(zhuǎn)指示燈發(fā)光較亮，此時(shí)，由于電磁鐵中沒(méi)有電流通過(guò)，銜鐵被彈簧拉上去，觸點(diǎn)A與B分離，電磁鐵中又有電流通過(guò)，隨后電磁鐵又將銜鐵吸下，如此循環(huán)，右轉(zhuǎn)指示燈會(huì)較暗、較亮交替閃爍． 當(dāng)開(kāi)關(guān)與觸點(diǎn)“2和3”接通時(shí)，右轉(zhuǎn)向指示燈兩端實(shí)際電壓變化規(guī)律如乙圖所示．已知右轉(zhuǎn)向燈發(fā)光較暗時(shí)，其兩端實(shí)際電壓為Ux，其消耗的實(shí)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(zhuǎn)向燈發(fā)光較亮?xí)r，觸點(diǎn)A和觸點(diǎn)B的狀態(tài)是（填“接通”或“斷開(kāi)”）
（2）右轉(zhuǎn)向燈發(fā)光較暗時(shí)，消耗的實(shí)際功率是W，指示燈兩端的實(shí)際電壓Ux=V．
（3）右轉(zhuǎn)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(kāi)關(guān)與觸點(diǎn)“2和3”接通時(shí)，若電阻R0斷路了，此時(shí)右轉(zhuǎn)向指示燈的狀態(tài)是（填“持續(xù)發(fā)光”、“交替發(fā)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(dāng)轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)與觸點(diǎn)“2和3”剛接通時(shí)，電磁鐵中有電流通過(guò)，右轉(zhuǎn)指示燈發(fā)光較暗，接著，銜鐵被吸下，觸點(diǎn)A與B接通，電磁鐵和電阻R0被短路，右轉(zhuǎn)指示燈發(fā)光較亮；（2）由P= 可得，指示燈的電阻： RL= = =12Ω，
當(dāng)右轉(zhuǎn)指示燈微弱發(fā)光時(shí)，指示燈的實(shí)際功率：
PL實(shí)=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(gè)周期內(nèi)正常發(fā)光的時(shí)間為0.5s，
則右轉(zhuǎn)指示燈閃爍交替工作6s內(nèi)，
正常發(fā)光的時(shí)間t1= ×0.5s=2s，微弱發(fā)光的時(shí)間t2=t﹣t1=6s﹣2s=4s，
由P= 可得，正常發(fā)光消耗的電能：
W1=PLt1=3W×2s=6J，
微弱發(fā)光時(shí)消耗的電能：
W2=P實(shí)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(shí)際電壓為1.2V：
因串聯(lián)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(lián)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(kāi)關(guān)與觸點(diǎn)“2和3”接通時(shí)，若電阻Ro斷路了，此時(shí)電磁鐵中無(wú)電流，無(wú)磁性，不再吸引銜鐵，上下兩條路都斷路，右轉(zhuǎn)向指示燈的不發(fā)光．
所以答案是：（1）接通；（2）0.12；1.2；（3）6.48；（4）48；（5）熄滅．
【考點(diǎn)精析】掌握電磁繼電器的組成、原理和特點(diǎn)和實(shí)際功率的概念是解答本題的根本，需要知道電磁繼電器：實(shí)質(zhì)上是一個(gè)利用電磁鐵來(lái)控制的開(kāi)關(guān)．它的作用可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作，利用低電壓、弱電流來(lái)控制高電壓、強(qiáng)電流．還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；實(shí)際功率（P）：用電器在實(shí)際電壓下的功率．