Question

18．“光强”是表示光的强弱程度的科学量，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），如图甲为光敏电阻的实物和元件符号，图乙为某种光敏电阻的阻值R与光强E间的关系图，图丙为小金利用这种光敏电阻所设计的电路，已知电源电压为6V，小灯泡L标有“6V 6W”字样，灯丝的电阻随温度的变化而变化．

（1）求小灯泡正常发光时的电流．
（2）光敏电阻接受光强为3cd的光照射时，闭合开关，测得电路中的电流为0.6A，求此时小灯泡的电阻和实际电功率．
（3）某次实验中测得小灯泡两端电压为1.5V，光敏电阻消耗的电功率为2.25W，求此时光敏电阻接收到光敏的光强．

Answer 1

分析 （1）根据P=UI的变形公式即可求出灯泡正常发光时的电流；
（2）先根据图示得出当E=3cd时光敏电阻的阻值，然后根据欧姆定律的应用求出电路的总电阻，再根据串联电路电阻的特点求出此时灯泡的阻值；
（3）根据串联电路电压的规律以及P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的变形公式求出光敏电阻的阻值，然后根据图乙得出光敏电阻接收到光敏的光强．

解答 解：（1）由P=UI可得：
I_L=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A；
（2）由图乙可知，E=3cd时，R=6Ω，
电路中的总电阻：R_总=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω；
因为串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以此时灯泡的阻值：
R_L′=R_总-R=10Ω-6Ω=4Ω；
（3）光敏电阻的阻值：R′=$\frac{U{'}^{2}}{P}$=$\frac{（U-{U}_{L}）^{2}}{P}$=$\frac{（6V-1.5V）}{2.25W}$=9Ω；
由图乙可知，当光敏电阻的阻值为9Ω时，接收到光敏的光强为2cd．
答：（1）小灯泡正常发光时的电流为1A．
（2）此时小灯泡的电阻为4Ω．
（3）此时光敏电阻接收到光敏的光强为2cd．

点评 本题考查欧姆定律和电功率计算公式的应用，关键是能从图中读出有用信息．