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15.光敏电阻的阻值随光照射的强弱而改变.“光强”表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大,光强符号用E表示,国际单位为坎德拉(cd).实验测得光敏电阻的阻值R与光强E间的关系如图1所示,根据图象解答下列问题:

(1)光敏电阻的阻值随光强的增大而减小,随光强的减小而增大.
(2)当光强为E1时,光敏电阻的阻值为R1;当光强为E2时,光敏电阻的阻值为R2,那么它们之间的关系式为$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$=$\frac{{E}_{2}}{{E}_{1}}$(用E1、E2表示).
(3)将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、开关和电源连接成图所示电路.闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,那么B(填正确答案的序号).
A.电流表的读数增大,光敏电阻两端的电压也增大
B.电流表的读数增大,但光敏电阻两端的电压减小
C.电流表的读数减小,但光敏电阻两端的电压增大
D.电流表的读数减小,光敏电阻两端的电压也减小
(4)在如图2电路所示电路中,电源电压为6V,当光照强度为4.5cd时,电流表的读数为0.5A.则定值电阻R0的阻值为8Ω.

分析 (1)由图象可直接得出电阻与光强的关系;
(2)分析图象中光敏电阻与光强乘积之间的关系,然后得出答案;
(3)由图2可知,光敏电阻R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,根据图象可知逐渐增大光敏电阻的光照强度时R阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知光敏电阻两端的电压变化;
(4)根据光敏电阻R与光强E的乘积均为18Ω•cd不变求出光照强度为4.5cd时的阻值,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出定值电阻R0的阻值.

解答 解:(1)由图1可知,光敏电阻的阻值随光强的增大而减小,随光强的减小而增大;
(2)由图象可知,光敏电阻R与光强E的乘积均为18Ω•cd不变,则R与E成反比,
所以,$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$=$\frac{{E}_{2}}{{E}_{1}}$;
(3)由图2可知,光敏电阻R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,
当逐渐增大光敏电阻的光照强度时,光敏电阻R的阻值减小,电路中的总电阻减小,
由I=$\frac{U}{R}$可知,电路中的电流增大,即电流表的读数增大,故CD错误;
由U=IR可知,定值电阻R0两端的电压增大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,光敏两电阻R两端的电压减小,故A错误,B正确.
(4)由光敏电阻R与光强E的乘积均为18Ω•cd不变可得,光照强度为4.5cd时,
R=$\frac{18Ω•cd}{E}$=$\frac{18Ω•cd}{4.5cd}$=4Ω,
此时电路中总电阻:
R总=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,定值电阻R0的阻值:
R0=R总-R=12Ω-4Ω=8Ω.
故答案为:(1)减小;增大;(2)$\frac{{E}_{2}}{{E}_{1}}$;(3)B;(4)8.

点评 本题是一道信息给予题,考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用以及电路的动态分析,关键是从图中找到有用的信息.

练习册系列答案
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10.阅读短文,回答问题:
力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是力传感器,常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图甲所示,弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片,若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F,则弹簧钢发生弯曲,上应变片被拉伸,下应变片被压缩,力越大,弹簧钢的弯曲程度越大.
应变片结构如图乙所示,其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感,给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,上应变片两引线间电压为U1,下应变片两引线间电压为U2,传感器把这两个电压的差值U(U=U1-U2)输出,用来反映力F的大小.
金属电阻丝的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图丙所示.为消除气温变化对测量精度的影响,需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻,进行温度补偿,串联合适的电阻后,使测量结果不再受温度影响.

(1)这种力传感器是将力的大小转换为电压(电流/电压)的装置.
(2)外力F增大时,下列说法正确的是D.
A.上、下应变片金属电阻丝电阻都增大
B.上、下应变片金属电阻丝电阻都减小
C.上应变片金属电阻丝电阻减小,下应变片金属电阻丝电阻增大
D.上应变片金属电阻丝电阻增大,下应变片金属电阻丝电阻减小
(3)传感器输出的电压U随外力F增大而增大(选填“增大”“减小”或“不变”).
(4)进行温度补偿时,应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而减小的电阻(选填“增大”“减小”或“不变”).
(5)如果未进行温度补偿,自由端受到相同的力F作用,该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天小(大/小).

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