Question

【題目】如圖是由“控制電路”和“工作電路”兩部分組成的光控電路．“控制電路”由光敏電阻R、磁控開關L、定值電阻R0、電源U1等組成，當線圈中的電流大于或等于20mA時，磁控開關的磁性彈片相互吸合．“工作電路”由工作電源U2（U2=20V）、發熱電阻R1（R1=5Ω）和R2（R2=15Ω）組成．問：
（1）當“控制電路”中的電流小于20mA時，“工作電路”中的R1兩端的電壓是V，它消耗的功率是W．
（2）當“控制電路”中的電流等于30mA時，“工作電路”中R1兩端的電壓是V．
（3）已知光敏電阻R的阻值隨照射在光敏電阻上的光強E（表示光照射的強弱的物理量，單位cd）之間的變化關系如圖所示．如果照射在光敏電阻R上的光強 ， 則光敏電阻R的阻值增大，磁控開關產生磁性將（均選填“變強”、“變弱”或“不變”）．
（4）如果“控制電路”中的線圈阻值RL=1Ω、R0=140Ω、U1=3V，那么照射在光敏電阻上的光強在什么范圍內時，磁控開關的磁性彈片相互吸合？

Answer 1

【答案】
（1）5；5
（2）20
（3）變弱；變弱
（4）解：由題意可知，要使磁控開關的磁性彈片相互吸合，則控制電路的電流要大于或等于20mA．

由歐姆定律，R總= = =150Ω

可知控制電路的總電阻要小于或等于150Ω．

此時光敏電阻R=R總﹣R0﹣RL=150Ω﹣140Ω﹣1Ω=9Ω

由圖可知，對應的光照強度為2cd．

因此，當光照強度大于或等于2cd時，磁控開關的磁性彈片相互吸合

【解析】解：（1）當“控制電路”中的電流小于20mA時，控制電路L斷開，則工作電路由R1和R2串聯組成； 由歐姆定律得：I= ，即I總= =1A；
則R1兩端的電壓為：U1=IR1=1A×5Ω=5V；
R1消耗的電功率為：P1=I2R1=（1A）2×5Ω=5W．（2）當“控制電路”中的電流等于30mA時，控制電路L閉合，則工作電路R2短路，故工作電路只有R1；
故R1兩端電壓等于電壓電壓，即U1=U總=20V．（3）由圖可知：光照強越強時，光敏電阻R的阻值越��；
故照射在光敏電阻R上的光強變弱，則光敏電阻R的阻值增大；
根據歐姆定律可知：當電阻變大時，電流變��；
則磁控開關產生磁性將變弱．
所以答案是：（1）5V、5W；（2）20V；（3）變弱、變弱；（4）當光照強度大于或等于2cd時，磁控開關的磁性彈片相互吸合．
【考點精析】本題主要考查了影響電磁鐵磁性的因素和歐姆定律及其應用的相關知識點，需要掌握電磁鐵的特點：①磁性的有無可由電流的通斷來控制；②磁性的強弱可由改變電流大小和線圈的匝數來調節；③磁極可由電流方向來改變；歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）才能正確解答此題．