题目内容

【题目】有一种半导体材料的电阻值随着光照射强度的变化而明显改变,用这种材料制作的电阻称为光敏电阻.物理学上用“光强”这个物理量来表示光强弱的程度,符号为,国际单位为坎德拉,某光敏电阻的阻值与光强之间的一组实验数据如下表所:

(1)分析上表数据,根据光敏电阻的阻值随光强变化的规律,填写表格空格处的电阻_____-,并归纳出光敏电阻的阻值随光强变化的关系式为________.

(2)小明将该光敏电阻、电流表(量程为)、电压表(量程为)、开关、滑动变阻器.(最大阻值为)和电压恒为的电源组成如图所示的电路,闭合开关,调节滑动变阻器使电流表的示数为时,电压表的示数为,此时,光敏电阻所在处的光强为多大___________?

(3)在上述电路中,随着电阻的变化,电流可能会超过电流表的量程,滑动变阻器两端的电压可能会超过电压表的量程.若光敏电阻处的光强在至范围内,为保证不超过电表量程,求出滑动变阻器允许连入电路的阻值范围_______________.

(4)若用该光敏电阻制作成如图所示的电磁继电器来控制路灯,要求当光照减弱到一定光强时,电磁继电器能接通路灯,则路灯所在电路的、触点应安装在衔铁的________(上方/下方).

【答案】9.0 上方

【解析】

(1)分析表中的6组数据,发现每一组的光强与电阻的乘积是一定的,都是36,所以电阻R与光强E的关系式为:;

第四次,光强是4.0cd,那么光敏电阻的阻值是9.0Ω.

(2)光敏电阻两端电压:,

光敏电阻的阻值:.

查表知,光强为.

(3)当E=2.0cd时,查表得,当时,电路中的最大电流为:

,故电流表不会超过量程.

为保护电压表,R0两端的最大电压为3V,由串联电路电压规律得:,

电流,滑动变阻器的最大阻值.

则.

当时,根据可得:R=8Ω,

为了保护电流表,电路中的最大电流为0.6A,最小总电阻,则R0的最小阻值是;

为了保护电压表,R0两端的最大电压为3V,由串联电路电压规律得:,电流,滑动变阻器的最大阻值:

,

所以滑动变阻器允许接入的阻值范围为:.

(4)晚上当光强减弱时,光敏电阻的阻值会变大,此时低压控制电路的电流会减小,电磁铁磁性减弱,释放衔铁,为了能使工作电路接通,所以M、N触点应安装在衔铁的上方.

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