Question

15．圖甲是由“控制電路”和“工作電路”兩部分組成的光控電路．“控制電路”由光敏電阻R、磁控開關(guān)L、定值電阻R₀、電源U₁等組成，當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時，磁控開關(guān)的磁性彈片相互吸合．“工作電路”由工作電源U₂（U₂=20V）、發(fā)熱電阻R₁（R₁=5Ω）和R₂（R₂=15Ω）組成．問：

（1）當(dāng)“控制電路”中的電流小于20mA時，“工作電路”中的R₁兩端的電壓是5V，它消耗的功率是5W．
（2）當(dāng)“控制電路”中的電流等于30mA時，“工作電路”中R₁兩端的電壓是20V．
（3）已知光敏電阻R的阻值隨照射在光敏電阻上的光強E（表示光照射的強弱的物理量，單位cd）之間的變化關(guān)系如圖乙所示．如果照射在光敏電阻R上的光強變?nèi)�，則光敏電阻R的阻值增大，磁控開關(guān)產(chǎn)生的磁性將變?nèi)酰ň�選填“變強”、“變?nèi)酢被颉安蛔儭保��?

Answer 1

分析 （1）當(dāng)“控制電路”中的電流小于20mA時，控制電路L斷開，則工作電路由R₁和R₂串聯(lián)組成，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的總電流，再根據(jù)歐姆定律求出R₁兩端的電壓，利用P=UI求出R₁消耗的電功率；
（2）當(dāng)“控制電路”中的電流等于30mA時，控制電路L閉合，則工作電路R₂短路，則工作電路只有R₁，根據(jù)電源的電壓可知R₁兩端的電壓；
（3）由圖象即可分析出光敏電阻R大小隨光照強度的關(guān)系；根據(jù)電阻的大小即可判斷電流的大小，再根據(jù)電流的大小即可判定磁性的強弱．

解答 解：（1）當(dāng)“控制電路”中的電流小于20mA時，控制電路L斷開，則工作電路由R₁和R₂串聯(lián)組成，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，工作電路的電流：
I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{20V}{5Ω+15Ω}$=1A，
則R₁兩端的電壓：
U₁=IR₁=1A×5Ω=5V，
R₁消耗的電功率：
P₁=U₁I=5V×1A=5W；
（2）當(dāng)“控制電路”中的電流等于30mA時，控制電路L閉合，則工作電路R₂短路，故工作電路只有R₁，
所以，R₁兩端電壓等于電源電壓，即U₁′=U₂=20V；
（3）由圖可知：光照強越強時，光敏電阻R的阻值越小，
所以，照射在光敏電阻R上的光強變?nèi)鯐r，光敏電阻R的阻值增大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，此時控制電路的電流變小，磁控開關(guān)產(chǎn)生的磁性將變?nèi)酰?br />故答案為：（1）5；5；（2）20；（3）變?nèi)�；變�(nèi)酰?/p>

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，分清工作電路和控制電路的工作狀態(tài)以及從圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．