Question

麻城新农村LED灯将道路照得犹如白昼，这种LED灯是通过光电转换来供电的．如图是某小区利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的示意图．其中，R是光敏电阻，此光敏电阻的阻值R、流过线圈也流I与光照度E（单位勒克斯，符号lx）之间的几次实验数据如下表所示：

光照度E/lx	5	10	15	20	25	30
光敏电阻R/Ω	60	30	20	15	12	10

当线圈A中的电流I≥30.0mA时，动触点D与静触点G、H接触．已知R0为100欧，电磁铁电路电源电压为3.6V，线圈A电阻值不计．
（1）R随光照度E的增强而______．
（2）一只功率为6W的LED灯，通电后其发光亮度相当于30W的日光灯．某间教室有24 盏30W的日光灯，每天平均使用2h，如果能用6W的LED灯进行照明，则一个月（按 30天计算）可节约电能多少kW?h．
（3）请计算当光照强度小于多少时，路灯开始工作？
（4）据有关部门发布消息，5年内全市小区将全面覆盖LED路灯．但目前有部分市民反映LED路灯亮度不够，请你提出一条能提高亮度的合理化的建：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）分析表格中数据得出光敏电阻的阻值与光照度的关系．
（2）用公式W=Pt分别计算两种灯消耗的电能进行比较．
（3）由表格数据知，当线圈A中的电流I＜30.0mA时（光照度小于15lx），动触点D与静触点G、H接触，根据I=求出线圈A中的电流，与“线圈A中的电流I≥30.0mA时”比较即可．
（4）LED路灯亮度不够，可以使用功率更大的LED灯，增大发光亮度．
解答：解：（1）由实验数据可知，光敏电阻的阻值R随光照度E的增强而减小；
（2）∵P=
∴用LED灯消耗电能：
W=Pt=6×24×10^-3kW×2h×30=8.64kW?h；
用日光灯消耗电能：
W′=P′t=30×24×10^-3kW×2h×30=43.2kW?h；
W′-W=43.2kW?h-8.64kW?h=34.56kW?h．
（3）已知R0为100Ω，当光敏电阻为20Ω时，线圈A中的电流I===0.03A=30.0mA
由题知，当线圈A中的电流I≥30.0mA时，动触点D与静触点G、H接触；即当光照度小于15lx，路灯开始工作．
（4）LED路灯亮度不够，多布一些路灯或使用功率更大的LED灯，增大发光亮度．
故答案为：（1）减小
（2）一个月（按 30天计算）可节约电能34.56KWh
（3）当光照强度小于15lx时，路灯开始工作．
（4）换用功率更大的LED灯（其他合理即可）．
点评：本题考查了学生对实验数据的分析、消耗电能（电功）的计算、电磁铁的使用、LED灯的节能、能量的转化，知识点多、复杂，属于难题．