Question

5．光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，小柯用它设计了一种“智能家居照明灯”电路，如图甲所示，电磁继电器线圈的电阻不计，当线圈中的电流大于或等于0.2安时，衔铁将被吸下，R₂为滑动变阻器，R₁为光敏电阻，其阻值随照射在光敏电阻上的光强E（表示光照射强弱的量，单位cd）之间的变化关系如图乙所示．
（1）导线A（填“A”或“B”）连接家庭电路中的火线，
（2）小柯的设计要求是“智能家居照明灯”在光照暗时灯亮起，光照亮时灯熄灭，但在实际调试时，他发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常，要使电路满足控制要求，小柯可以采取的措施有：减少螺线管线圈的匝数（或抽出螺线管中的铁芯，或滑动变阻器滑片P向左移动增大接入电路中的电阻，或减小控制电路电源电压等）（写出一条）
（3）调整电路后，电源电压U₀保持6V不变，设定当光强低于2.0cd时灯亮起，则滑动变阻器接入电路的阻值为多大？

Answer 1

分析 （1）根据安全用电的原则结合电路图判断家庭电路的火线；
（2）由图乙可知，在光照暗时R₁的阻值较小，此时控制电路的电流较大，电磁继电器的磁性较强，导致灯始终亮着，要使被控灯泡较暗时发光，应从减小电磁继电器的磁性进行解答；
（3）由图乙可知，光强为2.0cd时R₁的阻值，由题意可知此时电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路的阻值．

解答 解：（1）根据安全用电的原则可知，当灯泡不工作时其两端应无电，故A是火线、B是零线；
（2）由题意可知，在光照较亮时，灯泡发光，说明控制电路的电流较大，要使被控灯泡较暗时发光，应减小电磁继电器的磁性，
根据影响电磁铁磁性的因素可知，采取的措施有：减少螺线管线圈的匝数，抽出螺线管中的铁芯，滑动变阻器滑片P向左移动增大接入电路中的电阻，减小控制电路电源电压等；
（3）由图乙可知，光强为2.0cd时，R₁=9Ω，
由题意可知，此时电路中的电流I=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，电路中的总电阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路的阻值：
R₂=R-R₁=30Ω-9Ω=21Ω．
答：（1）A；
（2）减少螺线管线圈的匝数（或抽出螺线管中的铁芯，或滑动变阻器滑片P向左移动增大接入电路中的电阻，或减小控制电路电源电压等）；
（3）滑动变阻器接入电路的阻值为21Ω．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用以及安全用电的常识，明白电磁继电器的工作原理是关键．