《2025年课堂作业武汉出版社九年级物理下册人教版》

9. 小明同学设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6 V，$R_0$为定值电阻，指示灯规格均为“6 V 3 W”，电磁铁线圈和衔铁的电阻忽略不计，指示灯的电压与电流的变化规律如下表所示：
|电压/V|…|0.5|1.2|2.0|3.0|4.0|5.0|5.5|…|
|电流/A|…|0.08|0.12|0.18|0.26|0.34|0.42|0.46|…|
(1)若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点__________(选填“1和2”“2和3”“3和4”或“4和5”)接通。
(2)当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压$U_{灯}$随时间$t$变化规律如图乙所示，已知当右转指示灯微弱发光时，右转指示灯的功率与定值电阻$R_0$的功率之比是1：4。求：
①定值电阻$R_0$的阻值。
②右转指示灯交替闪烁工作15 s时，指示灯和$R_0$消耗的电能分别是多少?
　　
　　

答案：
(1) 3 和 4
(2) ① 由题意得：$ \frac{P_{1}}{P_{0}}=\frac{U_{1}}{U_{0}}=\frac{1}{4} $，$ U_{1}+U_{0}=6\ V $，则 $ U_{1}=1.2\ V $，$ U_{0}=4.8\ V $。由表格信息可知：当 $ U_{1}=1.2\ V $ 时，右转指示灯的电流是 $ I = 0.12\ A $，$ R_{0}=\frac{U_{0}}{I}=\frac{4.8\ V}{0.12\ A}=40\ \Omega $。
② 由图乙可知：右转指示灯交替闪烁工作 15 s 内，亮、暗发光时间分别是 $ t_{1}=5\ s $，$ t_{2}=10\ s $，消耗的电能分别是 $ W_{1}=Pt_{1}=3\ W\times5\ s = 15\ J $，$ W_{2}=U_{1}It_{2}=1.2\ V\times0.12\ A\times10\ s = 1.44\ J $，指示灯消耗的电能 $ W = W_{1}+W_{2}=16.44\ J $，15 s 内 $ R_{0} $ 的通电时间是 $ t_{2}=10\ s $，$ R_{0} $ 消耗的电能 $ W_{0}=U_{0}It_{2}=4.8\ V\times0.12\ A\times10\ s = 5.76\ J $。