题目内容

9.小李同学设计了如图所示的光电烟雾探测器,其中“控制电路”由光敏电阻R、电磁铁(线圈阻值R0=9Ω)、电源(U=4.5V)、开关等组成.“工作电路”由工作电源、电铃、导线等组成.已知该光敏电阻的阻值R与光强E之间一组实验数据如下表所示:(“光强”表示光强弱的程度,符号为E,单位为坎德拉,符号为cd)
实验次数123456
光强E/cd1.02.03.04.05.06.0
光敏电阻R/Ω36.018.012.09.07.26.0
(1)当室内烟雾增大,光照减弱到一定值时,工作电路中电铃工作(填“指示灯”或“电铃”). 
(2)闭合控制电路中开关,若电磁铁线圈中的电流大于或等于250mA时,继电器的衔铁将被吸合,则光敏电阻接收到的光照强度至少需要4cd以上.

分析 (1)根据电磁继电器的工作特点,当光照减弱时,电阻增大,电磁铁磁性减弱,所以衔铁会在弹簧的作用上弹向上方,由此分析工作电路的工作情况;
(2)根据欧姆定律可求出电路中的总电阻,再根据串联电阻的关系可求出光敏电阻的阻值,从表中可查出光强的大.

解答 解:
(1)由表格数据可知,当光照减弱时,电阻增大,电磁铁磁性减弱,由图可知,衔铁会在弹簧的作用上弹向上方,接通电铃工作电路,指示灯熄灭.
(2)电磁铁线圈中的电流大于或等于250mA时,继电器的衔铁将被吸合,
由欧姆定律可得,此时电路中的总电阻:
R总=$\frac{U}{I}$=$\frac{4.5V}{0.25A}$=18Ω,
光敏电阻与电磁铁线圈串联,根据串联电阻的特点可知,
光敏电阻的阻值:R=R总-R0=18Ω-9Ω=9Ω,
查表得,当电阻R=9Ω时,光强E=4.0cd.
故答案为:(1)电铃;(2)4.

点评 能从表格的数据中通过分析归纳,找出物理量间的规律,能熟练运用串联电路特点和欧姆定律进行相关的计算,能正确判断电磁继电器的工作过程中本题考查的关键,有一定的难度.

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