题目内容
【题目】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.
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( )
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__ __Ω.
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(3)根据表格中的数据,在坐标图上描点并作出电阻与光强关系的图像.
(4)当R2两端的电压为2V时,光照强度为 _______cd.
(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)
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【答案】(1)C;(2)15;(3)见下图;(4)30;(5)增大R1 的阻值
【解析】
试题分析: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=300/20=15Ω
(3根据描点法作出图象,如图所示
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(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,U1/R1=U2/R2得,R2 =U2/U1R1=2V/4V×20Ω=10Ω再根据RE=300,得光照强度E=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。