Question

小明想對小區(qū)路燈進(jìn)行自動(dòng)化管理，設(shè)計(jì)電路如下圖所示。其中光控開關(guān)的工作原理是：閉合開關(guān)S₁，當(dāng)光照度降低時(shí)，光敏電阻R₂的阻值增大，其兩端電壓也隨之變大，當(dāng)電壓達(dá)到3 伏時(shí)，開關(guān)S₂就自動(dòng)連接a c，使路燈L 點(diǎn)亮。反之，當(dāng)光照度增強(qiáng)到一定值時(shí)，開關(guān)S₂就會(huì)自動(dòng)連接ab使路燈L 熄滅；

(1)路燈L 標(biāo)有“220V  40W ”字樣，則該路燈正常工作時(shí)通過的電流是____________安。（結(jié)果精確到0.01 )

(2)光敏電阻R₂的阻值與光照度之間的關(guān)系如上表所示，控制電路的電源電壓為4.5 伏，當(dāng)光照度為15 勒克斯時(shí)，光敏電阻R₂兩端的電壓等于3 伏，請計(jì)算定值電阻R₁的阻值?

(3)控制電路中的電池組在使用一段時(shí)間后電壓會(huì)下降，需定期更換，否則會(huì)導(dǎo)致路燈比平常天色更暗些才能點(diǎn)亮。請說明理由：________________________。

 

Answer 1

【答案】

(1) 0.18；

(2）10Ω]

(3）因?yàn)殡姵亟M電壓下降會(huì)導(dǎo)致光敏電阻兩端電壓下降，串聯(lián)電路中R₁阻值不變，要使光敏電阻R₂兩端電壓達(dá)到3 伏，光敏電阻R ₂的阻值必須增大，所以要在光照度更小時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。

【解析】（1）由公式P=UI可得，路燈正常工作時(shí)通過的電流是I==0.18A；（2）查表可得當(dāng)光照為15 勒克斯時(shí)，光敏電阻的阻值為20Ω，其兩端電壓還已知，故電路中的電流可求，又電源電壓已知，故又可求電阻R₁的兩端電壓，電壓和電流都知道了，其電阻也可求出；（3）若電池組的電壓降低，而故分到電阻R₂上的電壓也會(huì)降低，欲達(dá)到3V條件下啟動(dòng)，則必須使電阻R₂的阻值增大，由光照與阻值對照表可知，光照的強(qiáng)度必須降低，即會(huì)]導(dǎo)致路燈比平常天色更暗些才能點(diǎn)亮。

(1) 0.18；

(2）解：查表可知，當(dāng)光照度為15 勒克斯時(shí)，光敏電阻R₂的阻值為20Ω；

則電路中的電流I₁ = I₂ = = 0.15A；]

電阻R₁的兩端電壓U₁ =" U–" U₂ = 4.5V－3V = 1.5V；

則電阻R₁的大小R₁ == 10Ω]

(3）因?yàn)殡姵亟M電壓下降會(huì)導(dǎo)致光敏電阻兩端電壓下降，串聯(lián)電路中R₁阻值不變，要使光敏電阻R₂兩端電壓達(dá)到3 伏，光敏電阻R ₂的阻值必須增大，所以要在光照度更小時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。

考點(diǎn)：歐姆定律的簡單計(jì)算。