Question

如图所示，将光敏电阻R₁和定值电阻R₂、电流表、电压表接入电路．电源电压9V，光敏电阻阻值随光强变化如表所示（“光强”表示光强弱程度，符号为E，单位坎德拉/cd）．

光强E/cd	1	2	3	4	5	6
光敏电阻R1/Ω	18	9	6	4.5	3.6	3

（1）闭合开关后，观察到电流表的示数变大，据此可以判断光强、电压表的示数分别如何变化？
（2）分析表中数据，试计算光强E=1.5cd时，光敏电阻R₁的阻值为多少欧？此时电流表的示数为0.5A，则通电1分钟R₂消耗的电能为多少焦？

Answer 1

【答案】分析：（1）从电路图可知，光敏电阻与定值电阻串联，电压表测量光敏电阻两端的电压，电流表测量总电流，若电流表的示数增大，根据公式I=可知电路电阻的变化，从而判断出光强的变化，根据公式U=IR可知电压表示数的变化，
（2）分析数据可知，光强与光敏电阻的乘积保持不变，已知光强的大小，可求可知光敏电阻的阻值；
根据公式U=IR可求光敏电阻两端的电压，根据串联电路的电压特点求出定值电阻两端的电压，利用欧姆定律求R的阻值，再利用焦耳定律求产生的热量．
解答：解：（1）若电流表的示数增大，根据公式I=可知电路电阻变小，光敏电阻的阻值变小，从表中可知光强增大，此时定值电阻两端的电压变大，根据串联电压的规律可知，光敏电阻两端的电压减小，也就是电压表示数减小．
（2）由表中数据可知，光强与光敏电阻的乘积保持不变，所以光敏电阻随光强的变化是一个反比例函数；
∵1cd×18Ω=1.5cd×R，
∴R=12Ω；
光敏电阻两端的电压：
U₁=IR=0.5A×12Ω=6V，
定值电阻两端的电压：
U₂=U-U₁=9V-6V=3V，
W₂=U₂It=3v×0.5A×60S=90J．
答：（1）光强变大，电压表的示数变小；（2）光敏电阻R₁的阻值为12欧，此时电流表的示数为0.5A，则通电1分钟R₂消耗的电能为90焦．
点评：本题考查了学生对欧姆定律、焦耳定律、串联特点的掌握和运用，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是分析电路的组成和根据题目所给的表格数据得出规律．