Question

7．夜幕下，揚(yáng)州“第一大道”文昌路邊LED燈將道路照得猶如白晝，這種LED燈是通過(guò)光電轉(zhuǎn)換來(lái)供電的．如圖是揚(yáng)州某小區(qū)利用太陽(yáng)能給LED路燈供電的自動(dòng)控制電路的原理示意圖．其中，R是光敏電阻，此光敏電阻的阻值R、流過(guò)線圈電流I與光照度E（單位勒克斯，符合lx）之間的幾次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示：

光照度E/lx	5	10	15	20	25	30
光敏電阻R/Ω	60	30	20	15	12	10
線圈中電流I/mA	21.4	27.3	30.0	31.6	32.6	33.3

當(dāng)線圈A中的電流I≥30.0mA時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)D與靜觸點(diǎn)G、H接觸．
（1）由表格中數(shù)據(jù)可知，光敏的阻值R隨光照度E的增強(qiáng)而減�。�
（2）白天，太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能．這種能量通過(guò)再次轉(zhuǎn)化儲(chǔ)存在大容量蓄電池內(nèi)．傍晚，當(dāng)光照度小于15lx（勒克斯）時(shí)，路燈開(kāi)始工作．
（3）請(qǐng)用鉛筆畫(huà)線將電路原理圖連接完整，使工作電路能正常工作（與觸點(diǎn)的接線只能接在靜觸點(diǎn)上，圖中已給出靜觸點(diǎn)E、F、G、H的四根引線；連線不能交叉）．
（4）一只功率為6W的LED燈，通電后其發(fā)光亮度相當(dāng)于30W的日光燈．某間教室有24盞30W的日光燈，每天平均使用2h，如果能用6W的LED燈進(jìn)行照明，則一個(gè)月（按30天計(jì)算）可節(jié)約電能34.56kW•h．

Answer 1

分析 （1）分析表格中數(shù)據(jù)得出光敏電阻的阻值與光照度的關(guān)系；
（2）太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能；
（3）當(dāng)線圈A中的電流I≥30.0mA時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)D與靜觸點(diǎn)G、H接觸，接通電路，路燈開(kāi)始工作，由表格數(shù)據(jù)可知光照度；
（4）白天充電（動(dòng)觸點(diǎn)D與靜觸點(diǎn)G、H接觸）、夜晚供電（動(dòng)觸點(diǎn)D與靜觸點(diǎn)E、F接觸），據(jù)此連接電路；
（5）用公式W=Pt分別計(jì)算兩種燈消耗的電能進(jìn)行比較．

解答 解：
（1）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，光敏電阻的阻值R隨光照度E的增強(qiáng)而減��；
（2）白天太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，儲(chǔ)存在大容量蓄電池內(nèi)；
光敏電阻的阻值隨光照度增加而減小，由題知，當(dāng)線圈中的電流I≥30.0mA時(shí)（R電阻大于等于20Ω），動(dòng)觸點(diǎn)D與靜觸點(diǎn)G、H接觸，接通電路，路燈開(kāi)始工作，由表格數(shù)據(jù)可知光照度應(yīng)小于15lx（勒克斯）；
（3）為了使照明電路白天斷開(kāi)，就需要電磁鐵吸引銜鐵，電路中電流大．夜間電磁鐵磁性小，不吸引銜鐵．電路中電流的變化要通過(guò)電阻的變化來(lái)控制．所以要將光敏電阻與電磁鐵串聯(lián)在一起，以此來(lái)調(diào)節(jié)電路中的電流．故設(shè)計(jì)電路如圖：
；
（2）由P=$\frac{W}{t}$
用LED燈消耗電能：W=Pt=6×24×10^-3kW×2h×30=8.64kW•h，
用日光燈消耗電能：W′=P′t=30×24×10^-3kW×2h×30=43.2kW•h，
節(jié)約的電能：W′-W=43.2kW•h-8.64kW•h=34.56kW•h．
答：（1）減小；（2）太陽(yáng)；電；15；（3）見(jiàn)上圖；（4）34.56．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、消耗電能（電功）的計(jì)算、實(shí)物電路圖的連接，明白電磁繼電器工作的原理和從題干中得出有用的信息是關(guān)鍵，考查知識(shí)點(diǎn)多，有一定難題．