Question

一台臭氧发生器P的电阻为10KΩ当供电电压等于24V时能正常工作，否则不产生臭氧．现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置，要求它在有光照时能产生臭氧，黑暗时不产生臭氧，拟用一个光敏电阻R₁对它进行控制，R₁的阻值在光照时为100Ω、黑暗时为1000Ω、允许通过的最大电流为3mA；电源E的电动势为36V、内阻不计；另有一个滑动变阻器R₂，最大阻值为100Ω、允许通过的最大电流为0.4A；一个开关S和导线若干．臭氧发生器P和光敏电阻R₁的符号如图所示．
①设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要标上题中的字母代号．
②滑动变阻器R₂两固定接线柱相距12cm，调节滑片K，当滑片K处于什么位置时，臭氧发生器能正常工作．（计算结果保留一位有效数字）

Answer 1

分析：（1）由题意，臭氧发生器P有光照时能产生臭氧，黑暗时不产生臭氧，而光敏电阻有光照时电阻小，无光照时电阻大，可以利用光敏电阻与之串联，实现电压的调节．由于P需要电压小于电源的电压36V，而光敏电阻阻值与P小，可以将变阻器接成分压式．
（2）有光照时，光敏电阻的电压可忽略不计，根据臭氧发生器P电压与电源电压的关系，确定滑片的位置．

解答：解：（1）由题意分析，臭氧发生器P有光照时能产生臭氧，黑暗时不产生臭氧，而光敏电阻有光照时电阻小，无光照时电阻大，可以利用光敏电阻与之串联，调节电压．由于P需要电压小于电源的电压36V，而光敏电阻阻值与P的阻值小，故可将变阻器接成分压式．电路如图．

（2）设k距A端xcm，则x与工作电路并联后与右半部分串联；则由串联电路的分压规律可知：

24+ 24 10×103 ×100

x

=

36-24- 24 10×103 ×100

12-x

解得：x=8cm
答：（1）电路图如上图；（2）滑片距A端8cm时臭氧发生器能正常工作．

点评：本题考查电路的设计能力，关键要掌握变阻器分压式接法的条件和光敏电阻的特性，确定变阻器和电路的连接方式．