Question

【題目】為倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保，某科研機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)了新型路燈，工作原理如圖所示。控制電路中R2為半導(dǎo)體硅制成的光敏電阻，R2阻值隨光強(qiáng)（國(guó)際單位坎德拉，符號(hào)：cd）變化的規(guī)律如下表所示。工作電路中開關(guān)S2的狀態(tài)由R2兩端的電壓決定：光照足夠強(qiáng)時(shí)，R2兩端的電壓很小，開關(guān)S2與b點(diǎn)接觸，處于斷開狀態(tài)，路燈L關(guān)閉；當(dāng)光強(qiáng)降為20cd時(shí)，R2兩端的電壓剛好升至2V．開關(guān)S2與c點(diǎn)接觸，電路接通，路燈/正常工作。已知，控制電路和工作電路中電源電壓分別為6V和220V，路燈L正常工作時(shí)電流為1A。求：

(1)若路燈L每天正常工作8小時(shí)，其消耗的電能；

(2)工作電路剛好接通時(shí)，RL接人電路的阻值；

(3)保持R1接人電路的阻值不變，當(dāng)R2兩端的電壓為1 V時(shí)，R2的阻值是多大？分析表格中光強(qiáng)與電阻數(shù)據(jù)的規(guī)律，確定此時(shí)光強(qiáng)是多大；

(4)為了節(jié)約能源，使路燈更晚一些打開，應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)R1。

Answer 1

【答案】（1）6.336×106J （2）20Ω （3）50cd （4）將R1的電阻調(diào)大

【解析】試題分析：（1）路燈L消耗的電能是W=UIt=220V×1A×8×3600s=6.336×106J

（2）由表格數(shù)據(jù)知道，當(dāng)光強(qiáng)降為20cd時(shí)，R2的電阻為10Ω，此時(shí)R2兩端的電壓剛好升至2V，由歐姆定律得，電路的電流是I=U2/R2=0.2A，

工作電路剛好接通時(shí)，R1接入電路的阻值是R1=U1/I=(U-U2)/I=(6-2)V/0.2A=20Ω

（3）由串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)知道，U1′=U-U2′=5V，I′= U1′/R1=5V/20Ω=0.25A，電阻R2= U2′/ I′=1V/0.25A=4Ω，由表格中光強(qiáng)與電阻的數(shù)據(jù)規(guī)律知道此時(shí)光強(qiáng)是50cd

（4）為了節(jié)約能源，使路燈更晚一些打開，應(yīng)將R1的電阻調(diào)大