题目内容
14.小明在观看了宾馆等处的光电烟雾探测器(如图1)后,自己设计了一只“火灾报警器”.该报警器由“控制电路”和“工作电路”所组成,其中“控制电路”由光敏电阻R、电磁铁(线圈阻值R0=15Ω)、电源U=6V、开关等组成;“工作电路”由工作电源电铃、导线等组成.小明的设计思想:当光敏电阻接收到的光照减弱到一定程度时,工作电路接通,电铃报警.已知该光敏电阻的阻值R与光强E之间的一组实验数据如表所示:(“光强”表示光强弱的程度,符号为E,单位为cd.)
| 光强E/cd | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 |
| 光敏电阻R/Ω | 36.0 | 18.0 | 12.0 | 9.0 | 7.2 | 6.0 |
(2)闭合电键S,如果当线圈中的电流大于或等于250mA时,继电器的衔铁被吸合,则光敏电阻接收到的光照强度需要在多少cd以上?
(3)按小明的设计,当室内烟雾增大时,光照减弱,光敏电阻的阻值增大到一定值时,衔铁与上方(“上方”或“下方”)的M、N接触,电铃工作报警.
分析 (1)通过观察分析表中数据可看出,光强与电阻的乘积始终为一定值,据此可得出二者的关系,然后得出答案;
(2)根据欧姆定律可求出电路中的总电阻,再根据串联电阻的关系可求出光敏电阻的阻值,从表中可查出光强的大;
(3)根据电磁继电器的工作特点,当光照减弱时,电阻增大,电磁铁磁性减弱,所以衔铁会在弹簧的作用上弹向上方.
解答 解:(1)分析表中的5组数据,发现每一组的光强与电阻的乘积是一定的,都是36Ω•cd,
所以电阻R与光强E的关系式为:R=$\frac{36Ω•cd}{E}$,
第五次,光强是5.0cd,那么光敏电阻的阻值R=$\frac{36Ω•cd}{5.0cd}$=7.2Ω;
(2)由I=$\frac{U}{R}$可得,电路中的总电阻:
R总=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{250×1{0}^{-3}A}$=24Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,光敏电阻的阻值:
R=R总-R0=24Ω-15Ω=9Ω,
查表可知,当电阻R=9Ω时,光强E=4.0cd.
(3)读图可知,当光照减弱时,电阻增大,电磁铁磁性减弱,
所以衔铁会在弹簧的作用上弹向上方,与上方的M、N接触,电铃工作报警.
答:(1)7.2;$\frac{36Ω•cd}{E}$;
(2)光敏电阻接收到的光照强度需要在4.0cd以上;
(3)上方.
点评 能从表格的数据中通过分析归纳,找出物理量间的规律,能熟练运用欧姆定律进行相关的计算,能正确判断电磁继电器的工作过程中本题考查的关键,有一定的难度.
练习册系列答案
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