Question

19．電控調光玻璃能限據(jù)光照強度自動調節(jié)玻璃的透明度，將光敏電阻R_x和定值電阻R₀、接在9V的電源上，光敏電阻阻值隨光強變化關系如下表：

光強E/cd	1	2	3	4	5
電阻值/Ω	18	9	6		3.6

（“光強”表示光強弱程度的物理量，符號為E，單位坎德拉（cd））
（1）當光照強度為4坎德拉（cd）時光敏電阻R_x的大小為4.5Ω．
（2）其原理是；光照增強光敏電阻R_x阻值變小，施加于玻璃兩端的電壓降低，玻璃透明度下降，反之則玻璃透明度上升．若電源電壓不變，R₀是定值電阻，則下列電路圖中符合要求的C．

（3）現(xiàn)已知定值電阻R₀為12Ω，用電壓表測得光敏電阻兩端的電壓為3V，則此時光照強度為多少？

Answer 1

分析 （1）分析圖象中光敏電阻與光強乘積之間的關系，然后得出答案；
（2）AC．由電路圖可知，光敏電阻R_x與定值電阻R₀串聯(lián)連接，根據(jù)光照強度的變化可知光敏電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和R₀兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知R_x兩端的電壓變化，然后根據(jù)玻璃并聯(lián)的位置確定符合題意的電路圖；
BD．玻璃與電源并聯(lián)，玻璃兩端的電壓不變；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R₀兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律得出等式求出R_x的阻值，然后求出光照強度．

解答 解：（1）由表格數(shù)據(jù)可知，光敏電阻R_x與光強E的乘積均為18Ω•cd不變，
則當E=4cd時，光敏電阻的阻值R_x=$\frac{18Ω•cd}{4cd}$=4.5Ω；
（2）AC．由電路圖可知，光敏電阻R_x與定值電阻R₀串聯(lián)連接，
光照增強時，光敏電阻R_x阻值減小，電路中的總電阻減小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流增大，
由U=IR可知，R₀兩端的電壓增大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R_x兩端的電壓減小，
反之，光照減弱時，光敏電阻R_x阻值增大，R₀兩端的電壓減小，R_x兩端的電壓增大，
則玻璃并聯(lián)在R₀兩端時不符合，玻璃并聯(lián)在R_x兩端時符合，故A錯誤，C正確；
BD．玻璃與電源并聯(lián)，光照變化時，玻璃兩端的電壓不變，故BD錯誤．
（3）當R₀=12Ω，光敏電阻兩端的電壓U_x=3V時，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₀兩端的電壓：
U₀=U-U_x=9V-3V=6V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{x}}{{R}_{x}′}$，即$\frac{6V}{12Ω}$=$\frac{3V}{{R}_{x}′}$，
解得：R_x′=6Ω，
此時光照強度E′=$\frac{18Ω•cd}{6Ω}$=3cd．
答：（1）4.5；
（2）C；
（3）此時光照強度為3cd．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用以及電路圖的設計，根據(jù)表格得出光照強度和光敏電阻阻值的關系是關鍵．