Question

6．小熊用光敏電阻設(shè)計(jì)了一種“智能家居照明燈“電路，如圖甲所示．（電源電壓不變，照明燈L標(biāo)有“220V 40W”字樣，電磁繼電器線圈的電阻不計(jì)．）

（1）導(dǎo)線A（選填“A”或“B”）連接家庭電路中的火線．
（2）小熊的設(shè)計(jì)要求是：智能家具照明燈在天暗時(shí)自動(dòng)點(diǎn)亮，天亮?xí)r自動(dòng)熄滅，那么他選擇的光敏電阻阻值大小應(yīng)隨光照強(qiáng)度的增加而減�。�
（3）保持光照強(qiáng)度不變，閉合開(kāi)關(guān)后，滑片P移動(dòng)過(guò)程中，電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)的關(guān)系如圖乙所示．滑片P由a端向b端移動(dòng)過(guò)程中，電磁鐵的磁性增強(qiáng)（選填“增強(qiáng)”或“減弱”），此時(shí)光敏電阻的阻值大小為5Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值是25Ω．
（4）若保持滑片P在b段，照明燈L每天正常工作5小時(shí)，保持光照強(qiáng)度不變，則控制電路部分在這5小時(shí)內(nèi)消耗的電能為3.24×10⁴J．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)安全用電的原則結(jié)合電路圖判斷家庭電路的火線．
（2）天暗時(shí)自動(dòng)點(diǎn)亮說(shuō)明此時(shí)照明電路閉合，由圖可知此時(shí)電磁鐵磁性的變化，進(jìn)一步判斷控制電路電流的變化，根據(jù)歐姆定律判斷電路中電阻的變化，即可判斷光敏電阻阻值的變化．
（3）當(dāng)滑片位于b端時(shí)，電路為熱敏電阻的簡(jiǎn)單電路，電壓表測(cè)電源的電壓，由表可知電源的電壓；當(dāng)滑片位于a端時(shí)滑動(dòng)變阻器與光敏電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)光敏電阻兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，由圖象讀出此時(shí)兩表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻和光敏電阻的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
（4）根據(jù)電能的計(jì)算公式計(jì)算出控制電路消耗的電能．

解答 解：
（1）根據(jù)安全用電的原則可知，當(dāng)燈泡不工作時(shí)其兩端應(yīng)無(wú)電，故A是火線、B是零線；
（2）天暗時(shí)自動(dòng)電燈亮說(shuō)明此時(shí)照明電路閉合即銜鐵斷開(kāi)，由圖可知此時(shí)電磁鐵的磁性減弱即電路中的電流變小，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$可知電路中的電阻變大即此時(shí)光敏電阻的阻值變大；反之，天亮?xí)r光敏電阻的阻值變小，所以他選擇的光敏電阻阻值大小應(yīng)隨光照強(qiáng)度的增加而減�。�
（3）當(dāng)滑片位于b端時(shí)，電路為光敏電阻的簡(jiǎn)單電路，電壓表測(cè)電源的電壓，由圖可知電源的電壓U=3V；
當(dāng)滑片位于a端時(shí)滑動(dòng)變阻器與光敏電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)光敏電阻兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，
由表可知，I=0.1A，U_光敏=0.5V，
則電路中的總電阻R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω，
光敏電阻的阻值R_光敏=$\frac{{U}_{\\;光敏}}{I}$=$\frac{2V}{0.1A}$$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω，
滑動(dòng)變阻器的最大阻值R_ab=R_總-R_光敏=30Ω-5Ω=25Ω．
（4）當(dāng)滑片位于b端時(shí)，電路為光敏電阻的簡(jiǎn)單電路，則控制電路部分在這5小時(shí)內(nèi)消耗的電能為W=UIt=3V×0.6A×5×3600s=3.24×10⁴J．
故答案為：（1）A；（2）減小；（3）增強(qiáng)； 5； 25；（4）3.24×10⁴．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電磁鐵磁性與電流的關(guān)系、安全用電等知識(shí)，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，關(guān)鍵是會(huì)分析電路圖結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解決實(shí)際問(wèn)題．