Question

【題目】如圖所示，是一個照明系統模擬控制電路，已知電源電壓U=4.5V，定值電阻R1=5Ω。滑動變阻器R2上標有“25Ω 1A”，R3為光敏電阻，其阻值隨光照度的變化遵循某一規律，部分數據如下表所示（相同條件下，光越強，光照度越大，光照度單位為勒克斯，符號為lx，白天光照度大于3lx），當R1兩端電壓低至0.5V時，控制開關自動啟動照明系統（不考慮控制開關對虛線框內電路的影響）。利用該裝置可以實現當光照度低至某一設定值E0時，照明系統內照明燈自動工作。

（1）閉合開關S，將滑片P移至b端，求E0為多少？

（2）要使E0=1.5lx，則R2接入電路的電阻應調為多大?若環境的光照度降至1.5lx時能保持3min不變，求這段時間內R2消耗的電能？

（3）本系統可調E0的最小值是多少？

光照度E/lx	0.5	1	1.5	2	2.5	3
光敏電阻R3阻值/Ω	60	30	20	15	12	10

Answer 1

【答案】(1)；(2)；；(3)

【解析】

(1)由題意可知，當R1兩端電壓低至0.5V時，這時電路中的電流大小是

電路中的總電阻是

由于滑片P移至b端，則

從表中數據可知，這時光照度是；

(2)要使

E0=1.5lx

這時

則

即R2接入電路的電阻應調為；這段時間內R2消耗的電能是

(3)由上述可知，啟動照明系統時，控制電路的總電阻是，且光照度與光敏電阻阻值的乘積不變，當滑動變阻器接入電路的電阻是零時，光敏電阻R3的阻值最大，這時光照度的值最小，光敏電阻的最大阻值是

因為

所以

答：(1)閉合開關S，將滑片P移至b端，E0為2lx；

(2)要使E0=1.5lx，則R2接入電路的電阻應調為20Ω，若環境的光照度降至1.5lx時能保持3min不變，這段時間內R2消耗的電能是36J；

(3)本系統可調E0的最小值是0.75lx。