题目内容
【题目】如图所示,是一个照明系统模拟控制电路.已知电源电压U=4.5V,定值电阻R1=5Ω。滑动变阻器R2上标有“25Ω 1A”,R3为光敏电阻,其阻值随光照度的变化遵循某一规律,部分数据如下表所示(相同条件下,光越强,光照度越大,光照度单位为勒克斯,符号为lx,白天光照度大于31x),当R1两端电压低至0.5V时,控制开关自动启动照明系统(不考虑控制开关对虚线框内电路的影响)。利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时,照明系统内照明灯自动工作。
光照度E/1x | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 |
光敏电阻R3阻值/Ω | 60 | 30 | 20 | 15 | 12 | 10 |
(1)闭合开关S,将滑片P移至b端,求E0为多少?
(2)要使E0=1.5lx,则R2接入电路的电阻应调为多大?若环境的光照度降至1.5lx时能保持3min不变,求这段时间内R2消耗的电能?
(3)本系统可调E0的最小值是?
【答案】(1);(2);;(3)
【解析】
(1)由题意可知,当R1两端电压低至0.5V时,这时电路中的电流大小是
电路中的总电阻是
由于滑片P移至b端,则,那么
从表中数据可知,这时光照度是;
(2)要使E0=1.5lx,这时,,则
即R2接入电路的电阻应调为;
由题意可知,若环境的光照度降至1.5lx时能保持3min不变,求这段时间内R2的电阻大小是,这段时间内R2消耗的电能是
;
(3)由上述可知,启动照明系统时,控制电路的总电阻是,且光照度与光敏电阻阻值的乘积不变,当滑动变阻器接入电路的电阻是零时,光敏电阻R3的阻值最大,这时光照度的值最小,光敏电阻的最大阻值是
因为,所以
。
答:(1)闭合开关S,将滑片P移至b端,E0为;
(2)要使E0=1.5lx,则R2接入电路的电阻应调为;若环境的光照度降至1.5lx时能保持3min不变,这段时间内R2消耗的电能是;
(3)本系统可调E0的最小值是。
【题目】小虎利用如图甲所示的电路“探究小灯泡的亮度和电功率的关系”,已知小灯泡的额定电压为3.8V。
(1)如图甲,连接的电路有错误,请你在错误连线上画“×”,并用笔画出正确的导线_______;
(2)电路正确连接后,闭合开关发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来首先进行的操作是_________;
A.检查滑动变阻器是否断路 B.移动滑动变阻器的滑片
C.检查小灯泡是否断路 D.检查开关是否接触良好
(3)实验过程中,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为______Ω;
(4)如果该实验电源用干电池,至少需要___节干电池;小虎设计了如下的实验表格,正确完成实验后,可以得出的结论是________;
电压/V | 0.8U额定 | U额定 | 1.2U额定 |
电流/A | |||
电功率/W | |||
小灯泡的亮度 |
(5)小虎设计了A、B、C三种电路图,试图测量另一个小灯泡的额定功率(额定电压已知),其中R0为10Ω的定值电阻,S为单刀双掷开关(S可以连接“a”或“b”),则以下测量方案可行的是______(选填字母)。