Question

7．如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路．L为“220V  22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，控制电路中，电源由干电池供电，电压为2.8V．R₁为阻值10Ω的定值电阻．R₂为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化．
（1）①灯L正常工作时，通过它的电流是多少？②受控电路中导线a端应连接照明电路的火线还是零线？
（2）当电压表示数为2.1V时，光敏电阻的阻值为多大？R₁消耗的电功率为多少？（电磁铁A的线圈电阻忽略不计）
（3）该装置正常使用一段时间后，小明发现照明灯L在白天就发光．经检查光敏电阻能正常使用，请你帮他找出其中一个原因．（合理均可）

Answer 1

分析 （1）①灯L正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出通过它的电流；
②开关控制灯泡时，开关接在火线和灯泡之间，断开开关时，切断火线，更换灯泡更安全；
（2）当电压表示数为2.1V时，根据串联电路的电压特点求出R₁两端的电压，根据串联电路的电路特点和欧姆定律得出等式即可求出光敏电阻的阻值；
根据 P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₁消耗的功率；
（3）正常使用一段时间后，根据控制电路的电流变化即可判断．

解答 解：（1）①由P=UI可得，灯L正常工作时通过的电流I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{22W}{220V}$=0.1 A．
②开关控制灯泡时，开关接在火线上，所以受控电路中导线a端应连接照明电路的火线．
（2）当电压表示数为2.1 V时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R₁两端的电压U₁=U-U₂=2.8 V-2.1 V=0.7 V，
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流
I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$，即$\frac{0.7V}{10Ω}$=$\frac{2.1V}{{R}_{2}}$，
解得R₂=30Ω．
R₁消耗的电功率   P=$\frac{{U}_{1}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{（0.7V）^{2}}{10Ω}$=0.049W；
（3）电池电压太低（或电磁铁线圈内部断路等，合理均可）如果控制电路的电源换成两节新的干电池，则电源的电压增大，由欧姆定律可知，电路中的电流增大，在天暗时，控制电路的电流还没达到电磁铁断开的电流，照明灯L不发光，所以，照明灯L没有可能在白天就发光．
答：（1）①灯L正常工作时，通过它的电流是0.1A；②受控电路中导线a端应连接照明电路的火线；
（2）光敏电阻的阻值为30Ω；R₁消耗的电功率为0.049W；
（3）该装置正常使用一段时间后，小明发现照明灯L在白天就发光的原因是电池电压太低（或电磁铁线圈内部断路等，合理均可）．

点评 本题考查了电功率公式、安全用电、串联电路特点、欧姆定律、电磁铁的应用等，分析好控制电路电源的电压变化时控制电路工作的变化是关键．