Question

為了交通安全，機(jī)動車轉(zhuǎn)彎時，要使用轉(zhuǎn)向燈對其他車輛及行人發(fā)出信號，同時車內(nèi)的轉(zhuǎn)向指示燈裝置也會給駕駛員提供轉(zhuǎn)向燈是否正常的信息．具體地說，當(dāng)機(jī)動車要向右轉(zhuǎn)彎時，前、后兩只轉(zhuǎn)向燈D_右1、D_右2均正常發(fā)光，車內(nèi)的轉(zhuǎn)向指示燈同時也閃亮，而兩只左轉(zhuǎn)向燈D_左1、D_左2不發(fā)光．左轉(zhuǎn)彎與右轉(zhuǎn)彎的情況類似．
如圖所示，機(jī)動車轉(zhuǎn)向燈電路的四只轉(zhuǎn)向燈D_右1、D_右2、D_左1、D_左2以及轉(zhuǎn)向指示燈D尚未接入電路．已知四只轉(zhuǎn)向燈均為標(biāo)有“6V，10W”字樣的燈泡，轉(zhuǎn)向指示燈D標(biāo)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(zhuǎn)向燈D_右1、D_右2、D_左1、D_左2及轉(zhuǎn)向指示燈D接入電路，完成機(jī)動車轉(zhuǎn)向燈電路圖．
（2）四只轉(zhuǎn)向燈的額定功率相同，為什么轉(zhuǎn)向燈電路工作時，總是兩只轉(zhuǎn)向燈發(fā)光，另外兩只轉(zhuǎn)向燈不發(fā)光？請運(yùn)用你學(xué)過的電學(xué)知識加以分析、論證．

Answer 1

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

U2

P

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

U

R總

，根據(jù)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(jié)論；
③根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點可得，通過左（或右）轉(zhuǎn)向燈中每只燈泡上的電流；根據(jù)P=I²R求出每個左（或右）轉(zhuǎn)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(jié)論．

解答：解：（1）燈D_右1、D_右2并聯(lián)且由1觸電控制，燈D_左1、D_左2并聯(lián)且由2觸點控制，轉(zhuǎn)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(guī)格是“6V  1.5W”，
∴燈D的電阻為R_D=

U2

PD

=

(6V)2

1.5W

=24Ω，?????????????????
∵轉(zhuǎn)向燈的規(guī)格都是“6V、10W”，
∴轉(zhuǎn)向燈的電阻均為R=

U2

P

=

(6V)2

10W

=3.6Ω，?
左（或右）兩只轉(zhuǎn)向燈和燈D的總電阻：
R_總=R_D+

R

2

=25.8Ω，?
②當(dāng)摩托車向右（或左）轉(zhuǎn)時，開關(guān)S接至位置1（或位置2），此時右轉(zhuǎn)（或左）向燈R_D1、R_D2兩端的電壓為6V，正常發(fā)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(fā)光．
③與此同時，通過左（或右）轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向燈的實際功率為：
P_實=I²R=（0.115A）²×3.6Ω≈0.052W，
由于左（或右）轉(zhuǎn)向燈的P實遠(yuǎn)小于其額定功率10W，所以左（或右）轉(zhuǎn)向燈不能發(fā)光．

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