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【题目】阅读短文,回答问题: 光控路灯控制器
光控制路灯控制器利用光照的强度作为路灯的起控点,实现光线较亮时,自动关闭,晚上光线较暗时,自动开启路灯的控制.
控制器中的最为常用的传感器是光敏电阻.常用的光敏电阻器是硫化镉光敏电阻器,由半导体材料制成,可用于光电转换,它的阻值是随光照强度(光照度)变化而变化的.
如图是控制器进行路灯控制的电路原理图,其中光控开关的工作原理是:光敏电阻R2的阻值与光照度之间的关系如表格所示,闭合开关S1 , 当R2两端电压达到3V时,开关S2就自动连接ac,使路灯L点亮.电压达不到3V时,开关S2就会自动连接ab.使路灯L熄灭.
光照度(勒克斯) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
光敏电阻R2 | 60 | 30 | 20 | 15 | 12 | 10 |
(1)白天光照度很强,如图,S2应该接通(ab/ac),此时,S1处于状态.
(2)当光线变暗时,光敏电阻R2的两端的电压(变大/不变/变小),可以实现将光信号转变为电信号.
(3)如果控制电路电源电压恒为4.5V,R1的阻值为10Ω,则当光照度为勒克斯时,路灯刚好点亮.
(4)下列说法中不正确的是
A.路灯L标有“220V 40W”字样,则该路灯正常工作时通过的电流约0.18A;
B.当光照度为10勒克斯时,路灯L应该发光;
C.若一个光控开关可以同时控制50只同规格的路灯,则这些灯泡一定是并联,且光控开关在干路中;
D.这种路灯的光控开关相当于定时开关,每天都在同一固定时间闭合与断开.
(5)为了响应节能环保的号召,现在要在原来的基础上适当缩短路灯工作时间,请问可以在控制电路中做怎样的变动?(R2不允许变动) .
【答案】
(1)ab;断开
(2)变大
(3)15
(4)D
(5)将R1阻值调大或调低电源电压
【解析】解:(1)由光控制路灯控制器原理可知,白天光照度很强,S2应该接通ab,此时,S1处于闭合状态,路灯不亮.(2)光敏电阻被光照射时电阻会变小,当光线变暗时电阻增大,则光敏电阻R2的两端的电压变大,实现将光信号转变为电信号.(3)R1两端电压,U1=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V, 电路电流I= =
=0.15A,
由I= 可得,R2=
=
=20Ω,
查表可知,当光敏电阻R2的阻值为20Ω时,光照度为15勒克斯,路灯刚好点亮.(4)A、由P=UI可得,路灯正常工作的电流:I =
≈0.18A,故A正确;
B、查表可知,当光照度为10勒克斯时,路灯L应该发光,故B正确;
C、只有在声控开关和光控开关同时闭合时,电路才会接通,所以若一个光控开关可以同时控制50只同规格的路灯,则这些灯泡一定是并联,且光控开关在干路中,故C正确;
D、由题意可知这种开关可以起到电路的通与断,但是每一天不是定时闭合和断开,而是随着光照强度的变化调节灯的亮度,故D错误.
故选D;(5)根据串联电路的分压原理,R1的阻值应适当调大或调低电源电压.
所以答案是:(1)ab;闭合;(2)变大;(3)15;(4)D;(5)将R1阻值调大或调低电源电压.
【考点精析】本题主要考查了欧姆定律及其应用的相关知识点,需要掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR)才能正确解答此题.
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【题目】用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率.实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升.
(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F为N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为%.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因: .
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到下表所示的两组数据:
次数 | 钩码 | 钩码总重 | 钩码移动距离 | 拉力 | 测力计移动距离 | 机械效率 |
1 | A点 | 1.5 | 0.10 | 0.7 | 0.30 | 71.4 |
2 | B点 | 2.0 | 0.15 | 1.2 | 0.30 | 83.3 |
根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答:;
请简要说明两条理由:①;② .