Question

6．某興趣小組設計了如圖甲所示的汽車轉向指示燈電路模型，接通相應指示燈后，該指示燈會亮、暗（微弱發光）交替閃爍發光．電路中電源電壓恒為6伏，指示燈正常發光的電壓為6伏，阻值12歐且保持不變，R₀為定值電阻，電磁鐵線圈及銜鐵的阻值忽略不計．
（1）若讓左轉、右轉指示燈同時工作，轉向開關應與觸點3和4接通．（填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）．
（2）當轉向開關與觸點“2和3”接通時，右轉指示燈兩端實際電壓變化規律如圖乙所示．請解釋右轉示燈如何實現交替閃爍發光？據圖可知，當轉向開關接觸3和4的瞬間，燈泡較暗，電磁鐵中有電流經過，產生磁性，之后將動觸電A吸下，電路電流會經過銜鐵、經過動觸點A和指示燈回到負極，即電磁鐵和定值電阻R₀短路，電路電阻變小，燈泡變亮；但此時電磁鐵失去磁性，由于彈簧的原因，使得動觸點A與靜觸點B分離，即上面的電路會斷開，電磁鐵和定值電阻R₀接入電路，電燈又變暗，且此時電磁鐵會再具有磁性，從而使得動觸點再次被吸下，燈泡再變亮，如此更替循環．
（3）已知當右轉指示微弱發光時，其兩端實際電壓為U，正常發光與微弱發光時流過燈泡的電流之比為5：1．求：定值電阻R₀的阻值．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，左轉、右轉指示燈同時工作時開關的位置；
（2）據該電路的工作過程分析即可解決；
（3）知道指示燈的額定電壓和電阻，根據I=$\frac{U}{R}$求出指示燈正常工作的電流，根據題意求出當右轉指示燈微弱發光時的實際電流和實際電壓，根據串聯電路的電壓特點求出R₀兩端的電壓，根據串聯電路的電流特點和歐姆定律得出等式即可求出R₀的阻值．

解答 解：（1）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；
（2）據圖可知，當轉向開關接觸3、4或3和4的瞬間，燈泡較暗，電磁鐵中有電流經過，產生磁性，之后將動觸點A吸下，電路電流會經過銜鐵、經過動觸電A和指示燈回到負極，即電磁鐵和定值電阻R₀短路，電路電阻變小，燈泡變亮；但此時電磁鐵失去磁性，由于彈簧的原因，使得動觸點A與靜觸點B分離，即上面的電路會斷開，電磁鐵和定值電阻R₀接入電路，電燈又變暗，且此時電磁鐵會再具有磁性，從而使得動觸點再次被吸下，燈泡再變亮，如此更替循環；
（3）指示燈正常工作時的電流：I=$\frac{{U}_{額}}{R}$=$\frac{6V}{12Ω}$=0.5A，
正常發光與微弱發光時流過燈泡的電流之比為5：1，
所以指示燈微弱發光時的電流為I_實=0.1A，
此時指示燈兩端的實際的電壓為U=I_實R=0.1A×12Ω=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_電源-U=6V-1.2V=4.8V，
由I=$\frac{U}{R}$得：
定值電阻R₀的阻值R₀=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{實}}$=$\frac{4.8V}{0.1A}$=48Ω．
故答案為：（1）3和4；
（2）據圖可知，當轉向開關接觸3、4或3和4的瞬間，燈泡較暗，電磁鐵中有電流經過，產生磁性，之后將動觸電A吸下，電路電流會經過銜鐵、經過動觸電A和指示燈回到負極，即電磁鐵和定值電阻R₀短路，電路電阻變小，燈泡變亮；但此時電磁鐵失去磁性，由于彈簧的原因，使得動觸點A與靜觸點B分離，即上面的電路會斷開，電磁鐵和定值電阻R₀接入電路，電燈又變暗，且此時電磁鐵會再具有磁性，從而使得動觸點再次被吸下，燈泡再變亮，如此更替循環；
（3）定值電阻R₀的阻值48Ω．

點評 本題考查了電路連接的判斷和串聯電路的特點、歐姆定律公式的應用，知道該電池繼電器的工作原理是解決該題的關鍵．