Question

6．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R_P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變大而減�。ㄟx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0.4kW•h．
（3）若要縮短節(jié)能燈點(diǎn)亮的時(shí)間，可換用阻值較�。ㄟx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

分析 （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．

解答 解：
（1）由圖2可知，R隨光照強(qiáng)度E變大而減�。�
（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=0.4kW•h．
（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I=$\frac{U}{R}$得，電路總電阻：
R_總=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{12V}{0.06A}$=200Ω，
根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知，R₀的阻值：
R₀=R_總-R-R_P=200Ω-120Ω-10Ω=70Ω．
故答案為：（1）減�。唬�2）0.4；（3）��；（4）R₀的阻值為70Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查光敏電阻的特點(diǎn)、電功的計(jì)算、串聯(lián)電路的特點(diǎn)及歐姆定律的靈活運(yùn)用等知識(shí)，關(guān)鍵能從圖象上找出有用的信息，并弄清楚電磁繼電器的工作原理，有一定的綜合性．