Question

為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng)．光控開(kāi)關(guān)可采用光敏電阻來(lái)控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為lx)．某光敏電阻Rp在不同照度下的阻值如下表所示：

(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)诮o定的坐標(biāo)系(如圖所示)中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說(shuō)明阻值隨照度變化的特點(diǎn)；

(2)如圖所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2 V時(shí)，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路．給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗，照度降低至1.0 lx時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖．(不考慮控制開(kāi)關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響)

提供的器材如下：電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì))；光敏電阻R_p，定值電阻R₁＝10 kΩ，R₂＝20 kΩ，R₃＝40 kΩ(限選其中之一并在圖中標(biāo)出)開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干．

Answer 1

答案：
解析：

　　講析：(1)光敏電阻的阻值隨光照變化的曲線如圖所示．特點(diǎn)：光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大非線性減��；

　　(2)設(shè)計(jì)功能電路，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2 V時(shí)，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)．給1、2兩端提供電壓，當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0 lx時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，即此時(shí)光敏電阻阻值為20 kΩ，兩端電壓為2 V．

　　結(jié)合供電電路，設(shè)計(jì)保護(hù)電路，由于電源電動(dòng)勢(shì)為3 V，所以應(yīng)加上一個(gè)分壓電阻，分壓電阻阻值為10 kΩ，即選用R₁．

　　最后畫出電路圖如圖所示，分析電路功能．

　　點(diǎn)評(píng)：光電傳感器是指將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一類傳感器，一般以光敏電阻為主要元件，因?yàn)楣饷綦娮枳柚惦S光照增強(qiáng)而減小，將光敏電阻連接到電路中時(shí)，光照改變就會(huì)引起電路中其他電學(xué)量的改變，從而將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)．本題將電路的設(shè)計(jì)、電路分析與傳感器的應(yīng)用拓展組合在一起，通過(guò)一個(gè)題目對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)能力進(jìn)行多點(diǎn)考查．