题目内容

为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统.光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为lx).某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表所示:

(1)根据表中数据,请在给定的坐标系(如图所示)中描绘出阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点;

(2)如图所示,当1、2两端所加电压上升至2 V时,控制开关自动启动照明系统,请利用下列器材设计一个简单电路.给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗,照度降低至1.0 lx时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图.(不考虑控制开关对所设计电路的影响)

提供的器材如下:电源E(电动势3 V,内阻不计);光敏电阻Rp,定值电阻R1=10 kΩ,R2=20 kΩ,R3=40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)开关S及导线若干.

答案:
解析:

  讲析:(1)光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示.特点:光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小;

  (2)设计功能电路,根据设计要求,当1、2两端所加电压上升至2 V时,控制开关自动启动照明系统.给1、2两端提供电压,当天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系统,即此时光敏电阻阻值为20 kΩ,两端电压为2 V.

  结合供电电路,设计保护电路,由于电源电动势为3 V,所以应加上一个分压电阻,分压电阻阻值为10 kΩ,即选用R1.

  最后画出电路图如图所示,分析电路功能.

  点评:光电传感器是指将光信号转换为电信号的一类传感器,一般以光敏电阻为主要元件,因为光敏电阻阻值随光照增强而减小,将光敏电阻连接到电路中时,光照改变就会引起电路中其他电学量的改变,从而将光信号转换为电信号.本题将电路的设计、电路分析与传感器的应用拓展组合在一起,通过一个题目对电学实验的相关能力进行多点考查.


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精英家教网请完成以下两小题.
(1)某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小事物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉字,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第二条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细线挂一重物.
①为完成实验,下述操作中必需的是
 
.
a.测量细绳的长度
b.测量橡皮筋的原长
c.测量悬挂重物后像皮筋的长度
d.记录悬挂重物后结点O的位置
②钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次实验证,可采用的方法是
 

(2)为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统.光控开头可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为Lx).某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表:
照度(lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
电阻(kΩ) 75 40 28 23 20 18
①根据表中数据,请在给定的坐标系图甲中描绘出阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点.精英家教网
②如图乙所示,当1、2两端所加电压上升至2V时,控制开关自动启动照明系统,请利用下列器材设计一个简单电路.给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图.
(不考虑控制开关对所设计电路的影响)
提供的器材如下:
光敏电源E(电动势3V,内阻不计);
定值电阻:R1=10kΩ,R2=20kΩ,R3=40kΩ(限选其中之一并在图中标出)
开关S及导线若干.

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