Question

【題目】閱讀短文，回答問題：
路燈自動控制電路
光敏電阻是一種阻值會隨光照射強度的變化而明顯改變的元件，它由半導(dǎo)體材料制成．
物理學(xué)上用“光強”這個物理量來表示光照射強度，國際單位為坎德拉（cd），某光敏電阻R2的阻值與光強E之間的關(guān)系如表格數(shù)據(jù)所示．
生活中，路燈的工作狀態(tài)是自動控制的，其主要原件是光控開關(guān)中的光敏電阻R2 ． 開關(guān)S2的狀態(tài)由R2兩端的電壓決定．光照足夠強時，R2兩端的電壓很小,開關(guān)S2處于斷開狀態(tài)，ab接觸，路燈L關(guān)閉．當(dāng)光強降為15cd時，R2兩端的電壓剛好升至3V．此時，開關(guān)S2自動閉合，ac接觸，路燈打開．已知，控制電路的電源電壓為6V．
（1）下列能夠用來制作光敏電阻材料的是（ ）
A.銅
B.塑料
C.硅
D.碳
（2）分析表格中的數(shù)據(jù)，根據(jù)其阻值R隨光強E變化的規(guī)律，空格中的電阻大小為Ω．

（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在坐標圖上描點并作出電阻與光強關(guān)系的圖像．
（4）當(dāng)R2兩端的電壓為2V時，光照強度為 cd．
（5）為了節(jié)約能源，使路燈更晚一些打開，應(yīng)該對控制電路做怎樣的調(diào)整？（光敏電阻不更換，寫出一種方法即可）

Answer 1

【答案】
（1）C
（2）15
（3）解：如圖所示：

（4）30
（5）增大R1 的阻值
【解析】（1）常見的半導(dǎo)體有硅、鍺等，銅、碳屬于導(dǎo)體；塑料屬于絕緣體，C符合題意；
（2）由表知光敏電阻阻值R與關(guān)照強度E的乘積是定值300，即RE=300，所以R=300/20=15Ω；
（3）根據(jù)描點法作出圖象，如圖所示：
；
（4）當(dāng)光強降為15cd時，R2 兩端的電壓剛好升至3V，此時，開關(guān)S2 自動閉合，ac接觸，路燈打開 . R2 兩端的電壓為3V時，R2 =20Ω，由于電源的電壓為6V，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，R1 兩端的電壓U1 =U-U2 =6V-3V=3V，可知R1 =20Ω．當(dāng)R2 兩端電壓為2V時，R1 兩端的電壓為4V，根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等可知，U1/R1＝U2/R2得，R2 =U2/U1R1＝2V/4V×20Ω=10Ω，再根據(jù)RE=300，得光照強度E=300/10Ω=30cd；
（5）光敏電阻的電阻隨光照增強而減小，天暗時，電阻比較大，光敏電阻兩端的電壓比較大，當(dāng)光敏電壓兩端的電壓3V時，路燈打開，為了節(jié)約為了節(jié)約能源，使路燈更晚一些打開，我們可以增加R1 的阻值，根據(jù)歐姆定律可知，當(dāng)R2 兩端電壓為3V時，光照強度小于15cd，達到節(jié)能的效果 .
所以答案是：（1）C；（2）15；（3）；（4）30；（5）增大R1 的阻值 .
【考點精析】關(guān)于本題考查的歐姆定律的變形公式，需要了解公式的理解：①公式中的I、U和R必須是在同一段電路中；②I、U和R中已知任意的兩個量就可求另一個量；③計算時單位要統(tǒng)一才能得出正確答案．