Question

18．博物館不能有直射陽(yáng)光進(jìn)入展示空間，因?yàn)檎蛊吩陉?yáng)光的直接照射下會(huì)遭受不同程度的損害．某博物館采用了一種新的天窗形式--光導(dǎo)天窗（如圖甲）．當(dāng)外界較強(qiáng)的陽(yáng)光射到天窗時(shí)，電動(dòng)卷簾能隨時(shí)調(diào)整光線的角度和進(jìn)光量，使適量的光斜射到井壁的平面鏡上，把光導(dǎo)入到光井底部的漫射器上．當(dāng)外界光照太弱時(shí)，光井內(nèi)有人工照明給予補(bǔ)充．圖乙為館內(nèi)亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)電路原理圖．R₀為保護(hù)電阻．R為光敏電阻，其阻值隨光照的強(qiáng)弱而變化，可以近似認(rèn)為，光照較強(qiáng)時(shí)電阻幾乎為0；光照較弱時(shí)電阻接近于無(wú)窮大．M為自動(dòng)卷簾電動(dòng)機(jī)

（1）陽(yáng)光在光井中經(jīng)過(guò)多次反射后，通過(guò)底部漫射器均勻高效地照射到需要光照的地方．
（2）光敏電阻R相當(dāng)于控制電路中的開(kāi)關(guān)（選填“開(kāi)關(guān)”或“用電器”）．
（3）電磁線圈自身電阻為10歐，允許通過(guò)的電流不超過(guò)0.12安，當(dāng)通過(guò)電流達(dá)到0.06安時(shí)能吸合銜鐵．則保護(hù)電阻R₀的阻值范圍是90Ω～190Ω．
（4）圖乙中的L代表光井中所安裝的10盞“20V 15W”節(jié)能燈．若這些節(jié)能燈正常工作4小時(shí)，共消耗多少電能？

Answer 1

分析 （1）光照射到平面鏡上會(huì)發(fā)生反射；
（2）根據(jù)題意與電路圖分析答題；
（3）由串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出保護(hù)電阻阻值；
（4）由W=Pt求出燈消耗的電能．

解答 解：（1）陽(yáng)光在光井中經(jīng)過(guò)多次反射后，通過(guò)底部漫射器均勻高效地照射到需要光照的地方；
（2）由電路圖可知，光敏電阻串聯(lián)接入電路，光照較強(qiáng)時(shí)電阻幾乎為0，電路是通路，
光照較弱時(shí)電阻接近于無(wú)窮大，電路斷路，由此可知，光敏電阻R相當(dāng)于控制電路中的開(kāi)關(guān)．
（3）控制電路中的電流為0.06A時(shí)，保護(hù)電阻R₀的阻值最大，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得：
R_0大=$\frac{U}{{I}_{小}}$-R_線圈=$\frac{12V}{0.06A}$-10Ω=190Ω，
控制電路中的電流為0.12A時(shí)，保護(hù)電阻R₀的阻值最小，
則R_0小=$\frac{U}{{I}_{大}}$-R_線圈=$\frac{12V}{0.12A}$-10Ω=90Ω，
所以，保護(hù)電阻范圍為90Ω～190Ω；
（4）燈消耗的電能：
W=nPt=10×0.015kW×4h=0.6kW•h；
故答案為：
（1）反射；
（2）開(kāi)關(guān)；
（3）90Ω～190Ω；
（4）共消耗電能0.6kW•h．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道信息給予題，認(rèn)真審題從題中獲取所需信息、分析清楚電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、W=Pt即可正確解題．