Question

17．某同學(xué)為了大鵬種植西紅柿設(shè)計(jì)了光照強(qiáng)度檢測(cè)儀，其原理如圖甲所示，其中R₀為滑動(dòng)變阻器，R為光敏電阻，其阻值與光照強(qiáng)度E（單位為cd）的關(guān)系如圖乙所示，電壓鑒別器相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)．

（1）已知當(dāng)燈的實(shí)際功率遠(yuǎn)小于額定功率時(shí)，燈就不亮，因此電壓鑒別器控制的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，綠燈亮，紅燈不亮（兩燈的額定電壓都為220V），則說(shuō)明綠燈和紅燈的電阻大小關(guān)系是R_綠＞R_紅．
（2）當(dāng)R₀接入電阻為9Ω，光照強(qiáng)度E減小至3.0cd時(shí)，電壓鑒別器控制的開(kāi)關(guān)就會(huì)接通，綠燈熄滅，紅燈亮．告知技術(shù)人員需要補(bǔ)光，請(qǐng)計(jì)算電壓鑒別器設(shè)定的電壓（a、b間的電壓）為多大？

Answer 1

分析 （1）電壓鑒別器控制的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，綠燈和紅燈串聯(lián)，燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率，根據(jù)綠燈亮，紅燈不亮可知功率的大小關(guān)系，利用R=$\frac{{U}^{2}}{P}$即可判斷電阻的大��；
（2）當(dāng)R₀接入電阻為9Ω，光照強(qiáng)度E減p小至3.0cd時(shí)，由圖乙讀出光敏電阻R此時(shí)的電阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)可求出電路中的總電阻，再根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，即可根據(jù)歐姆定律求出設(shè)定的電壓．

解答 解：（1）電壓鑒別器控制的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，綠燈和紅燈串聯(lián)，綠燈亮，紅燈不亮，說(shuō)明綠燈的實(shí)際功率大；串聯(lián)電路電流處處相等，綠燈的實(shí)際功率大，根據(jù)P=I²R可知：綠燈的電阻大于紅燈的電阻；
（2）當(dāng)R₀接入電阻為9Ω，光照強(qiáng)度E減小至3.0cd時(shí)，由圖乙可知：光照強(qiáng)度E為3.0cd時(shí)光敏電阻R=6Ω，
根據(jù)串聯(lián)電阻的特點(diǎn)可知，電路中的總電阻：R_總=R+R₀=6Ω+9Ω=15Ω；
所以電路中的電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{15Ω}$=0.4A，
由I=$\frac{U}{R}$得：設(shè)定的電壓U_ab=IR₀=0.4A×9Ω=3.6V．
答：（1）＞；（2）電壓鑒別器設(shè)定的電壓（a、b間的電壓）為3.6V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查串聯(lián)電路的功率特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，能熟練運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，關(guān)鍵是能明確光照強(qiáng)度檢測(cè)儀的工作過(guò)程．