Question

有一種半導體材料的電阻值隨著光照射強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．物理學上用“光強”這個物理量來表示光強弱的程度，符號為E，國際單位為坎德拉（cd），某光敏電阻的阻值R與光強E之間的一組實驗數據如下表所示：

（1）分析上表數據，根據光敏電阻的阻值R隨光強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、滑動變阻器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，調節(jié)滑動變阻器  使電流表的示數為0.4A時，電壓表的示數為2.4V，此時，光敏電阻所在處的光強為多大？

（3）在上述電路中，隨著電阻的變化，電流可能會超過電流表的量程，滑動變阻器兩端的電壓可能會超過電壓表的量程．若光敏電阻處的光強在2.0cd至4.5cd范圍內，為保證不超過電表量程，求出滑動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，光強為E=6.0cd．
（3）當E=2.0cd時，查表得 R=18Ω． 當R₀=0Ω時，電路中的最大電流I===0.3A，
電流表不會超過量程．為保護電壓表，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，滑動變阻器的最大阻值R₀===18Ω．
則R0≤18 Ω．當E=4.5cd時，根據R=得R=8 Ω，
為了保護電流表，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，
滑動變阻器的最大阻值R₀===8Ω，則滑動變阻器允許接入的阻值范圍為 2Ω～8Ω．