题目内容

10．阅读短文，回答问题：
路灯自动控制电路
光敏电阻是一种阻值会随光照射强度的变化而明显改变的元件，它由半导体材料制成．
物理学上用“光强”这个物理量来表示光照射强度，国际单位为坎德拉（cd），某光敏电阻R2的阻值与光强E之间的关系如表格数据所示．
光强（cd）510152025
R2的阻值（Ω）60302012
生活中，路灯的工作状态是自动控制的，其主要原件是光控开关中的光敏电阻R2．开关S2的状态由R2两端的电压决定．光照足够强时，R2两端的电压很小，开关S2处于断开状态，ab接触，路灯L关闭．当光强降为15cd时，R2两端的电压刚好升至3V．此时，开关S2自动闭合，ac接触，路灯打开．已知，控制电路的电源电压为6V．

（1）下列能够用来制作光敏电阻材料的是C
A．铜   B．塑料   C．硅   D．碳
（2）分析表格中的数据，根据其阻值R随光强E变化的规律，空格中的电阻大小为15Ω．
（3）根据表格中的数据，在图2坐标图上描点并作出电阻与光强关系的图象．
（4）当R2两端的电压为2V时，光照强度为30cd．
（5）为了节约能源，使路灯更晚一些打开，应该对控制电路做怎样的调整？（光敏电阻不更换，写出一种方法即可）．

分析 （1）根据导电性的不同，材料可分为导体，半导体，绝缘体三大类，容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体．
（2）由表中数据知光敏电阻R与光强E的积是定值300，据此可得出空格中的电阻的大小．
（3）根据表格中的数据作出图线，根据图象得特点得到的实验结论．
（4）根据欧姆定律求出定值电阻R1的值，再根据R2两端电压为2V时，求出此时的电阻，然后根据RE=300，求出此时的光照强度．
（5）为了节约能源，使路灯更晚一些打开，光敏电阻不更换，可以增加R1的阻值．

解答 解：（1）常见的半导体有硅、锗等，铜、碳属于导体；塑料属于绝缘体，故选C
（2）由表知光敏电阻阻值R与关照强度E的乘积是定值300，即RE=300，所以R=$\frac{300}{20}$=15Ω
（3）根据描点法作出图象，如图所示．

（4）当光强降为15cd时，R2两端的电压刚好升至3V．此时，开关S2自动闭合，ac接触，路灯打开．R2两端的电压为3V时，R2=20Ω，由于电源的电压为6V，根据欧姆定律可知R1两端的电压U1=U-U2=6V-3V=3V，可知R1=20Ω．当R2两端电压为2V时，R1两端的电压为4V，根据串联电路中电流处处相等可知，$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}=\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$得，R2=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}}•{R}_{1}=\frac{2V}{4V}×20Ω$=10Ω
再根据RE=300，得光照强度E=$\frac{300}{10Ω}$=30cd
（5）光敏电阻的电阻随光照增强而减小，天暗时，电阻比较大，光敏电阻两端的电压比较大，当光敏电压两端的电压3V时，路灯打开，为了节约为了节约能源，使路灯更晚一些打开，我们可以增加R1的阻值，根据欧姆定律可知，当R2两端电压为3V时，光照强度小于15cd，达到节能的效果．
故答案为：（1）C；（2）15；（3）见上图；（4）30；（5）增大R1的阻值．

点评 此题是一个信息题，考查了学生描点法作图象的能力，同时考查了根据实验数据得出结论，并应用结论解决问题的能力．

练习册系列答案
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