Question

【題目】閱讀短文，回答問題：

路燈自動控制電路

光敏電阻是一種阻值會隨光照射強(qiáng)度的變化而明顯改變的元件，它由半導(dǎo)體材料制成．

物理學(xué)上用“光強(qiáng)”這個物理量來表示光照射強(qiáng)度，國際單位為坎德拉（cd），某光敏電阻R2的阻值與光強(qiáng)E之間的關(guān)系如表格數(shù)據(jù)所示．

生活中，路燈的工作狀態(tài)是自動控制的，其主要原件是光控開關(guān)中的光敏電阻R2．開關(guān)S2的狀態(tài)由R2兩端的電壓決定．光照足夠強(qiáng)時，R2兩端的電壓很小,開關(guān)S2處于斷開狀態(tài)，ab接觸，路燈L關(guān)閉．當(dāng)光強(qiáng)降為15cd時，R2兩端的電壓剛好升至3V．此時，開關(guān)S2自動閉合，ac接觸，路燈打開．已知，控制電路的電源電壓為6V．

（1）下列能夠用來制作光敏電阻材料的是（ ）

A．銅 B．塑料 C．硅 D．碳

（2）分析表格中的數(shù)據(jù)，根據(jù)其阻值R隨光強(qiáng)E變化的規(guī)律，空格中的電阻大小為__ __Ω．

（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)圖上描點并作出電阻與光強(qiáng)關(guān)系的圖像．

（4）當(dāng)R2兩端的電壓為2V時，光照強(qiáng)度為 _______cd．

（5）為了節(jié)約能源，使路燈更晚一些打開，應(yīng)該對控制電路做怎樣的調(diào)整？（光敏電阻不更換，寫出一種方法即可）

Answer 1

【答案】（1）C；（2）15；（3）見下圖；（4）30；（5）增大R1 的阻值

【解析】

試題分析：1）常見的半導(dǎo)體有硅、鍺等，銅、碳屬于導(dǎo)體；塑料屬于絕緣體，故選C

（2由表知光敏電阻阻值R與關(guān)照強(qiáng)度E的乘積是定值300，即RE=300，所以R=300/20=15Ω

（3根據(jù)描點法作出圖象，如圖所示

（4）當(dāng)光強(qiáng)降為15cd時，R2 兩端的電壓剛好升至3V，此時，開關(guān)S2 自動閉合，ac接觸，路燈打開。R2 兩端的電壓為3V時，R2 =20Ω，由于電源的電壓為6V，根據(jù)歐姆定律可知R1 兩端的電壓U1 =U-U2 =6V-3V=3V，可知R1 =20Ω．當(dāng)R2 兩端電壓為2V時，R1 兩端的電壓為4V，根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等可知，U1/R1＝U2/R2得，R2 =U2/U1R1＝2V/4V×20Ω=10Ω再根據(jù)RE=300，得光照強(qiáng)度E=300/10Ω=30cd

（5）光敏電阻的電阻隨光照增強(qiáng)而減小，天暗時，電阻比較大，光敏電阻兩端的電壓比較大，當(dāng)光敏電壓兩端的電壓3V時，路燈打開，為了節(jié)約為了節(jié)約能源，使路燈更晚一些打開，我們可以增加R1 的阻值，根據(jù)歐姆定律可知，當(dāng)R2 兩端電壓為3V時，光照強(qiáng)度小于15cd，達(dá)到節(jié)能的效果。