硫化镉(CdS)是一种光敏材料.其电阻值R随光照强度E(E越大表示光照越强.其国际单位为cd)的变化如图2所示．某展览厅为保护展品．采用这种材料设置了调光天窗．当外界光照较强时.启动电动卷帘适时调整进光量,当外界光照较弱时.自动启动节能灯给予补光．调光天窗的电路原理如图3所示.R0为定值电阻.R为CdS电阻.P为电磁铁.其线圈电阻RP为10Ω.当� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

6．硫化镉（CdS）是一种光敏材料，其电阻值R随光照强度E（E越大表示光照越强，其国际单位为cd）的变化如图2所示．某展览厅（如图1所示）为保护展品．采用这种材料设置了调光天窗．当外界光照较强时，启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光．调光天窗的电路原理如图3所示，R₀为定值电阻，R为CdS电阻，P为电磁铁，其线圈电阻R_P为10Ω，当电流达到0.06A时能吸合衔铁．已知电源电压U₁=12V，U₂=220V，则：

（1）图2中R随光照强度E变大而减小（选填“增大”或“减小”）．
（2）图3中的L代表的是并联安装在展厅内的10盏“220V 10W”节能灯，这些节能灯同时正常工作4小时，共消耗电能0.4kW•h．
（3）若要缩短节能灯点亮的时间，可换用阻值较小（选填“大”或“小”）的R₀．
（4）当外界光照强度达到1cd时，电动卷帘便开始工作，求R₀的阻值．

分析（1）由图2可知，电阻值R随光照强度E的变化规律；
（2）先求出10盏节能灯的总功率，又知道正常工作时间，根据W=Pt求出这些节能灯共消耗电能；
（3）为缩短路灯点亮时间，在设置时将光敏电阻的光照强度减小，结合图象和电磁铁能吸合衔铁的电流不变，利用欧姆定律判断即可；
（4）当外界光照强度达到1cd时，根据图象可以看出R的阻值，根据欧姆定律的变形公式求出总电阻，再利用串联电路电阻特点求出R₀的阻值．

解答解：
（1）由图2可知，R随光照强度E变大而减小．
（2）10盏节能灯的总功率：
P=10P₁=10×10W=100W=0.1kW，
则这些节能灯同时正常工作4小时消耗的电能：
W=Pt=0.1kW×4h=0.4kW•h．
（3）若要缩短节能灯点亮的时间，即当外界光照更弱时，电磁铁才能吸合衔铁，节能灯才能工作；
由图2可知，当光照强度E减小时，R的阻值变大，而电磁铁能吸合衔铁的电流不变，电源电压不变，则电路总电阻不变，故应换用阻值较小的R₀．
（4）当外界光照强度达到1cd时，由图2可知，R=120Ω，
当电动卷帘便开始工作，电磁铁能吸合衔铁的电流I=0.06A，
由I=$\frac{U}{R}$得，电路总电阻：
R_总=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{12V}{0.06A}$=200Ω，
根据串联电路电阻规律可知，R₀的阻值：
R₀=R_总-R-R_P=200Ω-120Ω-10Ω=70Ω．
故答案为：（1）减小；（2）0.4；（3）小；（4）R₀的阻值为70Ω．

点评本题主要考查光敏电阻的特点、电功的计算、串联电路的特点及欧姆定律的灵活运用等知识，关键能从图象上找出有用的信息，并弄清楚电磁继电器的工作原理，有一定的综合性．

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16．

在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：

次数	钩码重/N	动滑轮重/N	钩码上升的距离/cm	弹簧测力计的示数/N	弹簧测力计上升的距离/cm	机械效率
1	2	0.8	5	1	15	66.7%
2	4	0.8	5	1.7	15	\
3	6	0.8	5	\	15	\