Question

【題目】硫化鎘（CdS）是一種光敏材料，其電阻值R隨光照強(qiáng)度E（E越大表示光照越強(qiáng)，其國際單位為cd）的變化如圖2所示。某展覽廳（如圖1所示）為保護(hù)展品。采用這種材料設(shè)置了調(diào)光天窗。當(dāng)外界光照較強(qiáng)時(shí)，啟動(dòng)電動(dòng)卷簾適時(shí)調(diào)整進(jìn)光量；當(dāng)外界光照較弱時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)節(jié)能燈給予補(bǔ)光。調(diào)光天窗的電路原理如圖3所示，R0為定值電阻，R為CdS電阻，P為電磁鐵，其線圈電阻RP為10Ω，當(dāng)電流達(dá)到0.06A時(shí)能吸合銜鐵。已知電源電壓U1＝12V，U2＝220V，則：

（1）圖2中R隨光照強(qiáng)度E變大而_____（選填“增大”或“減小”）。

（2）圖3中的L代表的是并聯(lián)安裝在展廳內(nèi)的10盞“220V 10W”節(jié)能燈，這些節(jié)能燈同時(shí)正常工作4小時(shí)，共消耗電能_____kWh。

（3）若要縮短節(jié)能燈點(diǎn)亮的時(shí)間，可換用阻值較_____（選填“大”或“小”）的R0。

（4）當(dāng)外界光照強(qiáng)度達(dá)到1cd時(shí)，電動(dòng)卷簾便開始工作，求R0的阻值___。

Answer 1

【答案】減小 0.4 小 70Ω

【解析】

（1）由圖2可知，電阻值R隨光照強(qiáng)度E的變化規(guī)律；

（2）先求出10盞節(jié)能燈的總功率，又知道正常工作時(shí)間，根據(jù)W＝Pt求出這些節(jié)能燈共消耗電能；

（3）為縮短路燈點(diǎn)亮?xí)r間，在設(shè)置時(shí)將光敏電阻的光照強(qiáng)度減小，結(jié)合圖象和電磁鐵能吸合銜鐵的電流不變，利用歐姆定律判斷即可；

（4）當(dāng)外界光照強(qiáng)度達(dá)到1cd時(shí)，根據(jù)圖象可以看出R的阻值，根據(jù)歐姆定律的變形公式求出總電阻，再利用串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)求出R0的阻值。

（1）由圖2可知，R隨光照強(qiáng)度E變大而減小。

（2）10盞節(jié)能燈的總功率：

P＝10P1＝10×10W＝100W＝0.1kW，

則這些節(jié)能燈同時(shí)正常工作4小時(shí)消耗的電能：

W＝Pt＝0.1kW×4h＝0.4kWh。

（3）若要縮短節(jié)能燈點(diǎn)亮的時(shí)間，即當(dāng)外界光照更弱時(shí)，電磁鐵才能吸合銜鐵，節(jié)能燈才能工作；由圖2可知，當(dāng)光照強(qiáng)度E減小時(shí)，R的阻值變大，而電磁鐵能吸合銜鐵的電流不變，電源電壓不變，則電路總電阻不變，故應(yīng)換用阻值較小的R0。

（4）當(dāng)外界光照強(qiáng)度達(dá)到1cd時(shí)，由圖2可知，R＝120Ω，當(dāng)電動(dòng)卷簾便開始工作，電磁鐵能吸合銜鐵的電流I＝0.06A，由得，電路總電阻：

R總＝＝200Ω，

根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知，R0的阻值：

R0＝R總﹣R﹣RP＝200Ω﹣120Ω﹣10Ω＝70Ω。