Question

有一種半導(dǎo)體材料的電阻值隨著光照射強(qiáng)度的變化而明顯改變，用這種材料制作的電阻稱為光敏電阻．物理學(xué)上用“光強(qiáng)”這個(gè)物理量來表示光強(qiáng)弱的程度，符號(hào)為E，國際單位為坎德拉（cd），某光敏電阻的阻值R與光強(qiáng)E之間的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：

（1）分析上表數(shù)據(jù)，根據(jù)光敏電阻的阻值R隨光強(qiáng)E變化的規(guī)律，填寫表格空格處的電阻．
（2）小明將該光敏電阻R、電流表（量程為0﹣0.6A）、電壓表（量程 為0﹣3V）、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器R．（最大阻值為50 Ω）和電壓恒為 6V 的電源組成如圖所示的電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器  使電流表的示數(shù)為0.4A時(shí)，電壓表的示數(shù)為2.4V，此時(shí)，光敏電阻所在處的光強(qiáng)為多大？

（3）在上述電路中，隨著電阻的變化，電流可能會(huì)超過電流表的量程，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓可能會(huì)超過電壓表的量程．若光敏電阻處的光強(qiáng)在2.0cd至4.5cd范圍內(nèi)，為保證不超過電表量程，求出滑動(dòng)變阻器允許連入電路的阻值范圍．

Answer 1

（1）

（2）電阻兩端的電壓U=U_總﹣U₀=6V﹣3.6V=2.4V光敏電阻的阻值R===6 Ω查表可知，光強(qiáng)為E=6.0cd．
（3）當(dāng)E=2.0cd時(shí)，查表得 R=18Ω． 當(dāng)R₀=0Ω時(shí)，電路中的最大電流I===0.3A，
電流表不會(huì)超過量程．為保護(hù)電壓表，R₀兩端的最大電壓為3V，
由串聯(lián)電路電壓規(guī)律得：U_R=U﹣U₀=6V﹣3V=3V，
電流I===A，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R₀===18Ω．
則R0≤18 Ω．當(dāng)E=4.5cd時(shí)，根據(jù)R=得R=8 Ω，
為了保護(hù)電流表，電路中的最大電流為0.6A，
最小總電阻R_總===10Ω，則R₀的最小阻值是10Ω﹣8Ω=2Ω，
為了保護(hù)電壓表，R₀兩端的最大電壓為3V，
由串聯(lián)電路電壓規(guī)律得：U_R=U﹣U₀=6V﹣3V=3V，電流I===A，
滑動(dòng)變阻器的最大阻值R₀===8Ω，則滑動(dòng)變阻器允許接入的阻值范圍為 2Ω～8Ω．