Question

18．博物館不能有直射陽光進入展示空間，因為展品在陽光的直接照射下會遭受不同程度的損害．某博物館采用了一種新的天窗形式--光導天窗（如圖甲）．當外界較強的陽光射到天窗時，電動卷簾能隨時調(diào)整光線的角度和進光量，使適量的光斜射到井壁的平面鏡上，把光導入到光井底部的漫射器上．當外界光照太弱時，光井內(nèi)有人工照明給予補充．圖乙為館內(nèi)亮度自動調(diào)節(jié)電路原理圖．R₀為保護電阻．R為光敏電阻，其阻值隨光照的強弱而變化，可以近似認為，光照較強時電阻幾乎為0；光照較弱時電阻接近于無窮大．M為自動卷簾電動機

（1）陽光在光井中經(jīng)過多次反射后，通過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相當于控制電路中的開關（選填“開關”或“用電器”）．
（3）電磁線圈自身電阻為10歐，允許通過的電流不超過0.12安，當通過電流達到0.06安時能吸合銜鐵．則保護電阻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，共消耗多少電能？

Answer 1

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

解答 解：（1）陽光在光井中經(jīng)過多次反射后，通過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，光照較強時電阻幾乎為0，電路是通路，
光照較弱時電阻接近于無窮大，電路斷路，由此可知，光敏電阻R相當于控制電路中的開關．
（3）控制電路中的電流為0.06A時，保護電阻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，保護電阻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）開關；
（3）90Ω～190Ω；
（4）共消耗電能0.6kW•h．

點評 本題是一道信息給予題，認真審題從題中獲取所需信息、分析清楚電路結構，應用串聯(lián)電路特點、歐姆定律、W=Pt即可正確解題．