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路灯自动控制电路

光敏电阻是一种阻值会随光照射强度的变化而明显改变的元件,它由半导体材料制成.

物理学上用光强这个物理量来表示光照射强度,国际单位为坎德拉(cd),某光敏电阻R2的阻值与光强E之间的关系如表格数据所示.

生活中,路灯的工作状态是自动控制的,其主要原件是光控开关中的光敏电阻R2.开关S2的状态由R2两端的电压决定.光照足够强时,R2两端的电压很小,开关S2处于断开状态,ab接触,路灯L关闭.当光强降为15cd时,R2两端的电压刚好升至3V.此时,开关S2自动闭合,ac接触,路灯打开.已知,控制电路的电源电压为6V

1)下列能够用来制作光敏电阻材料的是(   )

A.铜

B.塑料

C.硅

D.碳

 

2)分析表格中的数据,根据其阻值R随光强E变化的规律,空格中的电阻大小为____Ω

3)根据表格中的数据,在坐标图上描点并作出电阻与光强关系的图像.

4)当R2两端的电压为2V时,光照强度为 _______cd

5)为了节约能源,使路灯更晚一些打开,应该对控制电路做怎样的调整?(光敏电阻不更换,写出一种方法即可)

 

(1)C;(2)15;(3)见下图;(4)30;(5)增大R1 的阻值 【解析】试题分析:1)常见的半导体有硅、锗等,铜、碳属于导体;塑料属于绝缘体,故选C (2由表知光敏电阻阻值R与关照强度E的乘积是定值300,即RE=300,所以R=300/20=15Ω (3根据描点法作出图象,如图所示 (4)当光强降为15cd时,R2两端的电压刚好升至3V,此时,开关S2自动闭合,ac接触,路灯打开。R2两端的电压为3V时,R2=20Ω,由于电源的电压为6V,根据欧姆定律可知R1两端的电压U1=U-U2=6V-3V=3V,可知R1=20Ω.当R2两端电压为2V时,R1两端的电压为4V,根据串联电路中电流处处相等可知,U1/R1=U2/R2得,R2=U2/U1•R1=2V/4V×20Ω=10Ω再根据RE=300,得光照强度E=300/10Ω=30cd (5)光敏电阻的电阻随光照增强而减小,天暗时,电阻比较大,光敏电阻两端的电压比较大,当光敏电压两端的电压3V时,路灯打开,为了节约为了节约能源,使路灯更晚一些打开,我们可以增加R1的阻值,根据欧姆定律可知,当R2两端电压为3V时,光照强度小于15cd,达到节能的效果。 考点:半导体的作用;欧姆定律的应用  
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考点分析:
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在“测定小灯泡的额定功率”实验中,小明同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为恒为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω  1.5A”的滑动变阻器,小灯泡的额定功率小于2W,设计的电路如图甲所示的电路.

(1)请用铅笔画线代替导线,按照图甲所示的电路图,将图乙的实物电路连接完整(连线不得交叉);

(2)电路接好后,闭合开关,发现小灯泡特别亮,电压表与电流表的示数较大.电路连接无误,接下来应进行的操作是_____ (按操作步骤先后顺序填写字母代号);

A.更换电池或小灯泡

B.检查电路是否短路

C.移动滑动变阻器滑片至最大值位置

D.断开电路开关

(3)在实验中,若电压表示数为2V,为了使灯两端电压达到3.8V,必须将滑片向_____(左/右)调节;当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙,则灯泡的额定功率为_____W;

(4)完成上述实验后,小明把小灯泡更换成定值电阻(如图丁),利用原电路继续探究“电流与电阻”的关系:实验时,小明先将5Ω电阻接入电路,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,记下对应的电流;再将5Ω的电阻更换为10Ω电阻,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数仍为2V;当小明再换接15Ω电阻时,发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为2V,分析其可能的原因_____(答出一种情况即可).请你在不增减器材的条件下帮小明解决这个问题,完成实验,你的方法是:_____

(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,以下关于额定功率P0与实际功率P1的数值关系,你认为最有可能的是_____

A.P0=2P1    B.P0=3P1    C.P0=4P1    D.P0=5P1

 

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如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同.燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同.

(1)比较不同燃料的热值,应选择_____两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过_____来反映的(选“温度计上升示数”或“加热时间”);

(2)比较不同物质吸热升温的特点:

①应选择_____两图进行实验;需要的测量器材如图所示:还需秒表和_____

②不同物质吸热的多少是通过_____来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”);

③若液体B的比热容是4.0×103J/(kg•℃),液体A的比热容是_____J/(kg•℃).

 

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小明在“测滑轮组机械效率”的实验中,用如图a所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表:

实验

次数

物重

G/N

物体上升的高度h/cm

测力计的示数F/N

测力计移动的距离s/cm

1

6

3

2.5

9

2

6

5

2.5

17

3

6

8

2.5

24

 

(1)分析表中数据,回答以下问题:

①表中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是_____

②第3次实验中滑轮组的机械效率是_____

③滑轮组的机械效率与_____无关.

(2)小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验,如图b所示.

①小红多使用一个滑轮,目的是为了改变_____

②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,它们的机械效率_____(选填“相同”或“不相同”),理由是:_____

 

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某型号家用电饭锅有加热和保温两个档位,加热档功率大于保温档功率.其原理如图所示,R1R2为两个加热电阻.电饭锅在保温档正常工作时的功率P=22W.已知电阻R2=44Ω,求:

(1)电饭锅在加热档正常工作时的功率是P

(2)加热电阻R1的阻值;

(3)电饭锅正常工作时,用加热档给食物加热20min后,换用保温档给食物加热10min.此过程中,电饭锅产生的热量Q.

 

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如图质量为60kg的工人用滑轮组提升重物,不计绳子重和摩擦,求:

1)用滑轮组让重为250N的物体匀速上升2m的过程中,工人所用的拉力为150N,求工人做的机械效率

2求动滑轮重力。

3若物体重增加到400N,求此时的拉力大小和机械效率

 

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