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.
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.
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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.
(10分)为了节能和环保,一些公共场使用光控开关控制照明系统.光控开关采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随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,在图(甲)的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线,光敏电阻RP的阻值随照度变化的特点为 ;
(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、2两端提高电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0lx时启动照明系统.(不考虑控制开关对所设计电路的影响)
提供的器材如下:
A.光敏电阻RP(阻值见上表)
B.直流电源E(电动势3V,内阻不计)
C.定值电阻:
D.开关S及导线若干.
在虚线框中完成电路原理图,所选定值电阻为 (写出对应电阻的阻值符合).
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:
| 照度(lx) | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 |
| 电阻(kΩ) | 75 | 40 | 28 | 23 | 20 | 18 |
根据图线求光敏电阻值为30kΩ时照射光的照度为 lx。