Question

【題目】如圖甲為一智能路燈工作原理簡圖，已知控制電路中電源電壓恒為6V，R0為滑動變阻器，R為光敏電阻，其阻值隨光照強度(單位符號：cd)變化的規律如圖乙所示。工作電路中，路燈L上標有“220V　22W”字樣。當光照足夠強時，路燈L不工作；當光照強度降為20cd，控制電路中電流為0.2A時，工作電路剛好啟動，路燈L正常工作。電磁鐵線圈的電阻忽略不計。試問：

(1)工作電路剛好啟動時，滑動變阻器R0接入電路的阻值為多少________？

(2)保持R0接入電路的阻值不變，當電流表示數為0.15A時，光照強度為多少________？

(3)為了節能，要使光照強度低于20cd時，工作電路才開始啟動，應將滑動變阻器R0的滑片向________(選填“左”或“右”)移動，并簡要說明理由。

Answer 1

【答案】20Ω 10cd 左

【解析】

(1)工作電路剛好啟動時，控制電路中電流I＝0.2 A，光照強度為20 cd，由題圖乙可知，此時光敏電阻R的阻值為10 Ω，光敏電阻兩端的電壓為：UR＝IR＝0.2 A×10 Ω＝2 V

根據串聯電路的特點，滑動變阻器兩端的電壓：U0＝U－UR＝6 V－2 V＝4 V

則滑動變阻器接入電路的阻值：R0＝＝＝20 Ω

(2)由于控制電路中電流I′＝0.15 A，滑動變阻器兩端的電壓為U0′＝I′R0＝0.15 A×20 Ω＝3 V

光敏電阻兩端的電壓：UR′＝U－U0′＝6 V－3 V＝3 V

此時光敏電阻的阻值：R′＝＝＝20 Ω

由題圖乙可知，此時的光照強度為10 cd

(3)左　由題圖乙可知，當光照強度減弱時，光敏電阻R的阻值變大，控制電路中的總電阻變大，由于電源電壓不變，由歐姆定律可知，電流減小；為了保證控制電路電流仍為0.2 A，應使滑動變阻器連入電路的阻值變小，所以滑動變阻器的滑片應向左移動