問題詳情:
如圖所示電路,是某學校樓道自動控制照明系統,已知控制電路電源電壓U=4.5V,電磁繼電器線圈電阻R1=5Ω,滑動變阻器R2最大阻值25Ω.R3是一光敏電阻,其阻值隨“光照度E”的增大而減小,且成反比,其具體關係如下表所示(光照度E的單位是:勒克斯,符號Lx;光越強,光照度越大)。當線圈中電流減小至I0=90mA時,電磁繼電器銜鐵被*簧拉起,啓動照明系統,利用該裝置可以實現當光照度低至某一設定值E0時,照明系統內照明燈自動工作。
(1)根據表格中數據寫出光敏電阻的阻值R3與光照度E的函數關係式。
(2)閉合開關,把滑片移到最右端(b端),求照明系統啓動時的光照度E0是多少?如果光照度E爲2Lx時並保持1min不變,這段時間內R2消耗的電能是多少?
【回答】
(1);(2)1.5lx;15J
【解析】
(1)由表格數據可知,
光照度與光敏電阻R3阻值的乘積:
E×R3=0.5lx×60Ω=1lx×30Ω=1.5lx×20Ω=2lx×15Ω=2.5lx×12Ω=3lx×10Ω=30lxΩ,
即;
(2)閉合開關S,將滑片P移至b端,變阻器接入電路中的電阻最大,
由題可知,當線圈中電流減小至時,電磁繼電器銜鐵被*簧拉起,啓動照明系統,所以,電路中的總電阻:
;
根據串聯電路中總電阻等於各分電阻之和,得R3的阻值:
,
由表格數據可知,當R3=20Ω時,E0的值爲1.5lx;
如果光照度E爲2Lx時並保持1min不變,由表格知當E=2Lx時,此時光敏電阻的阻值:R3′=15Ω;
此時控制電路總電阻爲:
此時控制電路電流爲:
;
根據得R2消耗的電能是:
。
【點睛】
重點是歐姆定律和電功率的相關計算,注意熟練應用串聯電路的電壓和電流、電阻特點,都是電路的最基本規律,要能熟練掌握和應用,純電阻電路中,消耗的電能等於電流產生的熱量,所以最後一問中可以根據來計算消耗的電能,
知識點:歐姆定律
題型:計算題