Question

10．閱讀短文，回答問題：
路燈自動控制電路
光敏電阻是一種阻值會隨光照射強度的變化而明顯改變的元件，它由半導體材料制成．
物理學上用“光強”這個物理量來表示光照射強度，國際單位為坎德拉（cd），某光敏電阻R₂的阻值與光強E之間的關系如表格數據所示．

光強（cd）	5	10	15	20	25
R2的阻值（Ω）	60	30	20		12

生活中，路燈的工作狀態(tài)是自動控制的，其主要原件是光控開關中的光敏電阻R₂．開關S₂的狀態(tài)由R₂兩端的電壓決定．光照足夠強時，R₂兩端的電壓很小，開關S₂處于斷開狀態(tài)，ab接觸，路燈L關閉．當光強降為15cd時，R₂兩端的電壓剛好升至3V．此時，開關S₂自動閉合，ac接觸，路燈打開．已知，控制電路的電源電壓為6V．

（1）下列能夠用來制作光敏電阻材料的是C
A．銅   B．塑料   C．硅   D．碳
（2）分析表格中的數據，根據其阻值R隨光強E變化的規(guī)律，空格中的電阻大小為15Ω．
（3）根據表格中的數據，在圖2坐標圖上描點并作出電阻與光強關系的圖象．
（4）當R₂兩端的電壓為2V時，光照強度為30cd．
（5）為了節(jié)約能源，使路燈更晚一些打開，應該對控制電路做怎樣的調整？（光敏電阻不更換，寫出一種方法即可）．

Answer 1

分析 （1）根據導電性的不同，材料可分為導體，半導體，絕緣體三大類，容易導電的物體叫導體，不容易導電的物體叫絕緣體，導電性能介于導體與絕緣體之間的叫半導體．
（2）由表中數據知光敏電阻R與光強E的積是定值300，據此可得出空格中的電阻的大小．
（3）根據表格中的數據作出圖線，根據圖象得特點得到的實驗結論．
（4）根據歐姆定律求出定值電阻R₁的值，再根據R₂兩端電壓為2V時，求出此時的電阻，然后根據RE=300，求出此時的光照強度．
（5）為了節(jié)約能源，使路燈更晚一些打開，光敏電阻不更換，可以增加R₁的阻值．

解答 解：（1）常見的半導體有硅、鍺等，銅、碳屬于導體；塑料屬于絕緣體，故選C
（2）由表知光敏電阻阻值R與關照強度E的乘積是定值300，即RE=300，所以R=$\frac{300}{20}$=15Ω
（3）根據描點法作出圖象，如圖所示．

（4）當光強降為15cd時，R₂兩端的電壓剛好升至3V．此時，開關S₂自動閉合，ac接觸，路燈打開．R₂兩端的電壓為3V時，R₂=20Ω，由于電源的電壓為6V，根據歐姆定律可知R₁兩端的電壓U₁=U-U₂=6V-3V=3V，可知R₁=20Ω．當R₂兩端電壓為2V時，R₁兩端的電壓為4V，根據串聯(lián)電路中電流處處相等可知，$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}=\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$得，R₂=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}}•{R}_{1}=\frac{2V}{4V}×20Ω$=10Ω
再根據RE=300，得光照強度E=$\frac{300}{10Ω}$=30cd
（5）光敏電阻的電阻隨光照增強而減小，天暗時，電阻比較大，光敏電阻兩端的電壓比較大，當光敏電壓兩端的電壓3V時，路燈打開，為了節(jié)約為了節(jié)約能源，使路燈更晚一些打開，我們可以增加R₁的阻值，根據歐姆定律可知，當R₂兩端電壓為3V時，光照強度小于15cd，達到節(jié)能的效果．
故答案為：（1）C；（2）15；（3）見上圖；（4）30；（5）增大R₁的阻值．

點評 此題是一個信息題，考查了學生描點法作圖象的能力，同時考查了根據實驗數據得出結論，并應用結論解決問題的能力．