Question

19．將光敏電阻R和定值電阻R₀、電流表、電壓表連接成電路，接在9V的電源上，如圖所示．光敏電阻阻值隨光強(qiáng)變化關(guān)系如表：（“光強(qiáng)”是表示光強(qiáng)弱程度的物理量，符號為E，單位坎德拉，即cd）

光強(qiáng)（cd）	1	2	3	4	5	6
光敏電阻R（Ω）	36	18	12	9	7.2	6

（1）若電流表的示數(shù)增大，表示光強(qiáng)在增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）由表中數(shù)據(jù)可知當(dāng)光強(qiáng)E=2cd時，電流表的示數(shù)為0.3A，則定值電阻R₀為多少Ω？通電1min，R₀上產(chǎn)生的熱量為多少？
（3）某一時刻，電流表的示數(shù)為0.5A，則此時的光照強(qiáng)度為多少？

Answer 1

分析 由電路圖可知，定值電阻R₀與光敏電阻R串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測R兩端的電壓；
（1）根據(jù)歐姆定律可知電流表示數(shù)增大時電路中總電阻的變化、光敏電阻阻值的變化，分析表格數(shù)據(jù)得出光強(qiáng)的變化；
（2）根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，光強(qiáng)E=2cd時光敏電阻的阻值，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出定值電阻R₀的阻值，根據(jù)Q=I²Rt求出R₀上產(chǎn)生的熱量；
（3）根據(jù)歐姆定律求出電流表示數(shù)為0.5A時電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出光敏電阻的阻值，再根據(jù)表格數(shù)據(jù)得出此時的光照強(qiáng)度．

解答 解：由電路圖可知，定值電阻R₀與光敏電阻R串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測R兩端的電壓；
（1）由I=$\frac{U}{R}$的變形式R=$\frac{U}{I}$可知，電流表示數(shù)增大時，電路中的總電阻變小、光敏電阻的阻值變小，
由表格數(shù)據(jù)可知，光敏電阻的阻值隨光強(qiáng)的增大而減小，則此時光敏電阻受到的光強(qiáng)增大；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知，光強(qiáng)E=2cd時光敏電阻的阻值R=18Ω，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電路中的總電阻：
R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{9V}{0.3A}$=30Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，定值電阻R₀的阻值：
R₀=R_總-R=30Ω-18Ω=12Ω，
通電1min，R₀上產(chǎn)生的熱量：
Q₀=I²R₀t=（0.3A）²×12Ω×60s=64.8J；
（3）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.5A時，電路中的總電阻：
R_總′=$\frac{U}{I′}$=$\frac{9V}{0.5A}$=18Ω，
此時光敏電阻的阻值：
R′=R_總′-R₀=18Ω-12Ω=6Ω，
由表格數(shù)據(jù)可知，此時的光照強(qiáng)度E′=6cd．
答：（1）增大；
（2）定值電阻R₀為12Ω，通電1min，R₀上產(chǎn)生的熱量為64.8J；
（3）某一時刻，電流表的示數(shù)為0.5A，則此時的光照強(qiáng)度為6cd．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)表格數(shù)據(jù)得出光敏電阻與光強(qiáng)之間的關(guān)系．