Question

16．小明為了能在地下室感知室外陽光，利用光敏電阻R隨光的強度增強而減小的特性，設(shè)計了如圖所示電路．小燈泡L的額定電壓為6V，電源電壓為8V．在測試過程中，小明記錄了從凌晨4：00至上午10：00的電流表和電壓表的示數(shù)（如表）．求：

時間	4：00	5：00	6：00	7：00	8：00	9：00	10：00
電壓/V	1.1	1.5	2.4	3.0	3.8	4.6	6.0
電流/A	0.60	0.68	0.80	0.84	0.92	0.96	1.00

（1）小燈泡正常工作時的電阻R_L；  
（2）小燈泡正常工作時，光敏電阻R的阻值；
（3）凌晨7：00時，光敏電阻R消耗的功率．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡L與光敏電阻R串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測燈泡兩端的電壓．
（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，由表格數(shù)據(jù)得出對應(yīng)的電流，根據(jù)歐姆定律求出小燈泡正常工作時的電阻R_L；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出燈泡正常發(fā)光時光敏電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出光敏電阻R的阻值；
（3）由表格數(shù)據(jù)可知凌晨7：00時電壓表的示數(shù)和電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出光敏電阻兩端的電壓，利用P=UI求出R消耗的功率．

解答 解：由電路圖可知，燈泡L與光敏電阻R串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測燈泡兩端的電壓．
（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓U_L=6.0V，由表格數(shù)據(jù)可知，電路中的電流I=1.00A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，小燈泡正常工作時的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{6.0V}{1.00A}$=6Ω；
（2）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，燈泡正常發(fā)光時光敏電阻兩端的電壓：
U_R=U-U_L=8V-6V=2V，
光敏電阻R的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{2V}{1.00A}$=2Ω；
（3）由表格數(shù)據(jù)可知凌晨7：00時，電壓表的示數(shù)U_L′=3.0V，電路中的電流I′=0.84A，
則光敏電阻兩端的電壓：
U_R′=U-U_L′=8V-3.0V=5.0V，
光敏電阻R消耗的功率：
P_R=U_R′I′=5.0V×0.84A=4.2W．
答：（1）小燈泡正常工作時的電阻為6Ω；  
（2）小燈泡正常工作時，光敏電阻R的阻值為2Ω；
（3）凌晨7：00時，光敏電阻R消耗的功率為4.2W．

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，關(guān)鍵是根據(jù)表格得出不同時間對于電表的示數(shù)．