Question

為了交通安全，機動車轉彎時，要使用轉向燈對其他車輛及行人發出信號，同時車內的轉向指示燈裝置也會給駕駛員提供轉向燈是否正常的信息．具體地說，當機動車要向右轉彎時，前、后兩只轉向燈D_右1、D_右2均正常發光，車內的轉向指示燈同時也閃亮，而兩只左轉向燈D_左1、D_左2不發光．左轉彎與右轉彎的情況類似．
如圖所示，機動車轉向燈電路的四只轉向燈D_右1、D_右2、D_左1、D_左2以及轉向指示燈D尚未接入電路．已知四只轉向燈均為標有“6V，10W”字樣的燈泡，轉向指示燈D標有“6V，1.5W”字樣，電源電壓為6V，圖中RJ為閃光器，它可以使電路間歇地通、斷．請回答：
（1）按題目要求將四只轉向燈D_右1、D_右2、D_左1、D_左2及轉向指示燈D接入電路，完成機動車轉向燈電路圖．
（2）四只轉向燈的額定功率相同，為什么轉向燈電路工作時，總是兩只轉向燈發光，另外兩只轉向燈不發光？請運用你學過的電學知識加以分析、論證．

Answer 1

分析：（1）由題意可知，四只轉向燈的規格相同，當機動車要向右轉彎時，前、后兩只轉向燈D_右1、D_右2均正常發光說明兩燈泡并聯且由同一開關控制，同理前、后兩只轉向燈D_左1、D_左2并聯且由同一開關控制；無論向左還是向右車內的轉向指示燈同時也閃亮說明轉向指示燈D始終在電路中．
（2）①已知轉向指示燈和D燈的額定電壓和額定功率，根據公式R=

U2

P

可求出各自電阻的大小；
②摩托車向右（或左）轉時，開關S接至位置1（或位置2），此時右轉（或左）向燈R_D1、R_D2并聯后再接到電源上，所以其兩端的電壓為6V，正常發光；根據歐姆定律可得，左（或右）兩只轉向燈和燈D總電流I=

U

R總

，根據P=I²R求得燈D獲得的功率，在比較其和燈D的額定功率，就可得出結論；
③根據并聯電路電流的特點可得，通過左（或右）轉向燈中每只燈泡上的電流；根據P=I²R求出每個左（或右）轉向燈的實際功率，用這個功率和額定功率比較就可以得出結論．

解答：解：（1）燈D_右1、D_右2并聯且由1觸電控制，燈D_左1、D_左2并聯且由2觸點控制，轉向指示燈D分別接到a和b上，電路如圖所示．

（2）①∵燈D的規格是“6V  1.5W”，
∴燈D的電阻為R_D=

U2

PD

=

(6V)2

1.5W

=24Ω，?????????????????
∵轉向燈的規格都是“6V、10W”，
∴轉向燈的電阻均為R=

U2

P

=

(6V)2

10W

=3.6Ω，?
左（或右）兩只轉向燈和燈D的總電阻：
R_總=R_D+

R

2

=25.8Ω，?
②當摩托車向右（或左）轉時，開關S接至位置1（或位置2），此時右轉（或左）向燈R_D1、R_D2兩端的電壓為6V，正常發光．
燈D的電流：
I_D=

U

R總

=

6V

25.8Ω

≈0.23A，
燈D上獲得的功率：
P_D′=I_D²R_D=（0.23A）²×24Ω≈1.3W，
由于P_D′與燈D的額定功率（1.5W）差不多，所以此時燈D也能發光．
③與此同時，通過左（或右）轉向燈中每只燈泡上的電流，
I=

1

2

I_D=

1

2

×0.23A=0.115A
每個左（或右）轉向燈的實際功率為：
P_實=I²R=（0.115A）²×3.6Ω≈0.052W，
由于左（或右）轉向燈的P實遠小于其額定功率10W，所以左（或右）轉向燈不能發光．

點評：解決本題的關鍵：一是根據題意得出各燈泡的串并聯，二是開關處于不同位置時，燈D和左（或右）轉向燈的實際功率的求得，主要是電功率公式的靈活應用．