Question

城市路燈照明是人們?nèi)粘Ｉ�活中必不可少的公共設(shè)施，路燈照明耗電量約占總耗電量的15%．人類正面臨能源危機，LED路燈發(fā)光效率較高，具有壽命長、環(huán)保、無污染的優(yōu)點．圖甲是利用太陽能給LED路燈供電的自動控制電路的原理示意圖．

其中，R是光敏電阻，此光敏電阻的阻值R、流過線圈電流I與光照度E（單位勒克斯，符號lx）之間的幾組實驗數(shù)據(jù)如下表所示

光照度E/lx	5	10	15	20	25	30
光敏電阻R/Ω	60	30	20	15	12	10
線圈中電流I/mA	21.4	27.3	30.0	31.6	32.6	33.3

當(dāng)線圈A中的電流I≥30.0mA時，動觸點D與靜觸點G、H接觸；當(dāng)線圈A中的電流I＜30.0mA時，動觸點D與靜觸點E、F接觸．
（1）分析表格中數(shù)據(jù)，當(dāng)光照度為30lx時，光敏電阻的阻值為

10

Ω．
（2）請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在圖乙中先描點，再用平滑的曲線畫出光敏電阻隨光照度變化的圖象．
（3）白天，太陽能電池板將

太陽

能轉(zhuǎn)化為

電

能，這種能量通過再次轉(zhuǎn)化儲存在大容量蓄電池內(nèi)．傍晚，當(dāng)光照度小于

15

lx（勒克斯）時，路燈開始工作．
（4）在圖甲中請用鉛筆畫線將電路原理圖連接完整，使工作電路能正常工作（與觸點的接線只能接在靜觸點上，圖中已給出靜觸點E、F、G、H的四根引線；連線不能交叉）．
（5）100瓦的LED路燈照明亮度相當(dāng)于250瓦的高壓鈉燈．若每天平均使用10h，如果用100瓦的LED 替代250瓦的高壓鈉燈進行照明，則一個月（按30天計算）每桿路燈可節(jié)約電能

45

kW?h．

Answer 1

分析：（1）分析表格中數(shù)據(jù)得出光敏電阻的阻值與光照度的關(guān)系，將當(dāng)光照度為30lx代入即可求出光敏電阻的阻值．
（2）由表格數(shù)據(jù)知，當(dāng)線圈A中的電流I＜30.0mA時（光照度小于15lx），動觸點D與靜觸點E、F接觸，路燈開始工作．
（3）白天充電（動觸點D與靜觸點G、H接觸）、夜晚供電（動觸點D與靜觸點E、F接觸），據(jù)此連接電路．
（4）用公式W=Pt分別計算兩種燈消耗的電能進行比較．

解答：解：（1）由實驗數(shù)據(jù)可知，光敏電阻的阻值R隨光照度E的增強而減小；且光照度變?yōu)樵瓉淼膸妆叮瑒t光敏電阻的阻值就減為原來的幾分之一，即：

R1

Rx

=

Ex

E1

，
所以當(dāng)光照度為30lx時，
則R_x=

E1

Ex

R₁=

5lx

30lx

×60Ω=10Ω；
（2）請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在圖乙中先描點，再描點連線，如圖：

（3）白天，太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，這種能量通過再次轉(zhuǎn)化儲存在大容量蓄電池內(nèi)．由題知，當(dāng)線圈A中的電流I≥30.0mA時，動觸點D與靜觸點G、H接觸；當(dāng)線圈A中的電流I＜30.0mA時，動觸點D與靜觸點E、F接觸，即當(dāng)光照度小于15lx，路燈開始工作．
（4）電路圖如右圖所示：
（5）用LED燈消耗電能：
W=Pt=100×10^-3kW×10h×30=30kW?h；
用日光燈消耗電能：
W′=P′t=250×10^-3kW×10h×30=75kW?h；
可節(jié)約電能△W=W′-W=75kW?h-30kW?h=45kW?h．
故答案為：（1）10；
（3）太陽；電；15；（5）45．

點評：本題考查了學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的分析、消耗電能（電功）的計算、電磁鐵的使用、LED燈的節(jié)能、能量的轉(zhuǎn)化，知識點多、復(fù)雜，屬于難題．