Question

7．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(guān)系如表格數(shù)據(jù)所示．
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(guān)中的光敏電阻R₂．開關(guān)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(guān)S₂處于斷開狀態(tài)，ab接觸，路燈L關(guān)閉．當光強降為15cd時，R₂兩端的電壓剛好升至3V．此時，開關(guān)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(shù)據(jù)，根據(jù)其阻值R隨光強E變化的規(guī)律，空格中的電阻大小為15Ω．

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

（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在坐標圖2上描點并作出電阻與光強關(guān)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(diào)整？（光敏電阻不更換，寫出一種方法即可）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)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(shù)據(jù)知光敏電阻R與光強E的積是定值300，據(jù)此可得出空格中的電阻的大小．
（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)作出圖線，根據(jù)圖象得特點得到的實驗結(jié)論．
（4）根據(jù)歐姆定律求出定值電阻R₁的值，再根據(jù)R₂兩端電壓為2V時，求出此時的電阻，然后根據(jù)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(guān)照強度E的乘積是定值300，即RE=300，所以R=$\frac{300}{20}$=15Ω；
（3）根據(jù)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(guān)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(jù)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(jù)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=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}}$•R₁=$\frac{2V}{4V}$×20Ω=10Ω
再根據(jù)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)約能源，使路燈更晚一些打開，我們可以增加R₁的阻值，根據(jù)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(jù)實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論，并應用結(jié)論解決問題的能力．