Question

19．将光敏电阻R和定值电阻R₀、电流表、电压表连接成电路，接在9V的电源上，如图所示．光敏电阻阻值随光强变化关系如表：（“光强”是表示光强弱程度的物理量，符号为E，单位坎德拉，即cd）

光强（cd）	1	2	3	4	5	6
光敏电阻R（Ω）	36	18	12	9	7.2	6

（1）若电流表的示数增大，表示光强在增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）由表中数据可知当光强E=2cd时，电流表的示数为0.3A，则定值电阻R₀为多少Ω？通电1min，R₀上产生的热量为多少？
（3）某一时刻，电流表的示数为0.5A，则此时的光照强度为多少？

Answer 1

分析 由电路图可知，定值电阻R₀与光敏电阻R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压；
（1）根据欧姆定律可知电流表示数增大时电路中总电阻的变化、光敏电阻阻值的变化，分析表格数据得出光强的变化；
（2）根据表格数据可知，光强E=2cd时光敏电阻的阻值，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，根据Q=I²Rt求出R₀上产生的热量；
（3）根据欧姆定律求出电流表示数为0.5A时电路中的总电阻，利用电阻的串联求出光敏电阻的阻值，再根据表格数据得出此时的光照强度．

解答 解：由电路图可知，定值电阻R₀与光敏电阻R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压；
（1）由I=$\frac{U}{R}$的变形式R=$\frac{U}{I}$可知，电流表示数增大时，电路中的总电阻变小、光敏电阻的阻值变小，
由表格数据可知，光敏电阻的阻值随光强的增大而减小，则此时光敏电阻受到的光强增大；
（2）由表格数据可知，光强E=2cd时光敏电阻的阻值R=18Ω，
由I=$\frac{U}{R}$可得，电路中的总电阻：
R_总=$\frac{U}{I}$=$\frac{9V}{0.3A}$=30Ω，
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=30Ω-18Ω=12Ω，
通电1min，R₀上产生的热量：
Q₀=I²R₀t=（0.3A）²×12Ω×60s=64.8J；
（3）当电流表的示数为0.5A时，电路中的总电阻：
R_总′=$\frac{U}{I′}$=$\frac{9V}{0.5A}$=18Ω，
此时光敏电阻的阻值：
R′=R_总′-R₀=18Ω-12Ω=6Ω，
由表格数据可知，此时的光照强度E′=6cd．
答：（1）增大；
（2）定值电阻R₀为12Ω，通电1min，R₀上产生的热量为64.8J；
（3）某一时刻，电流表的示数为0.5A，则此时的光照强度为6cd．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据表格数据得出光敏电阻与光强之间的关系．