Question

16．小明为了能在地下室感知室外阳光，利用光敏电阻R随光的强度增强而减小的特性，设计了如图所示电路．小灯泡L的额定电压为6V，电源电压为8V．在测试过程中，小明记录了从凌晨4：00至上午10：00的电流表和电压表的示数（如表）．求：

时间	4：00	5：00	6：00	7：00	8：00	9：00	10：00
电压/V	1.1	1.5	2.4	3.0	3.8	4.6	6.0
电流/A	0.60	0.68	0.80	0.84	0.92	0.96	1.00

（1）小灯泡正常工作时的电阻R_L；  
（2）小灯泡正常工作时，光敏电阻R的阻值；
（3）凌晨7：00时，光敏电阻R消耗的功率．

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡L与光敏电阻R串联，电流表测电路中的电流，电压表测灯泡两端的电压．
（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，由表格数据得出对应的电流，根据欧姆定律求出小灯泡正常工作时的电阻R_L；
（2）根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时光敏电阻两端的电压，根据欧姆定律求出光敏电阻R的阻值；
（3）由表格数据可知凌晨7：00时电压表的示数和电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出光敏电阻两端的电压，利用P=UI求出R消耗的功率．

解答 解：由电路图可知，灯泡L与光敏电阻R串联，电流表测电路中的电流，电压表测灯泡两端的电压．
（1）灯泡正常发光时的电压U_L=6.0V，由表格数据可知，电路中的电流I=1.00A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，小灯泡正常工作时的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{6.0V}{1.00A}$=6Ω；
（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，灯泡正常发光时光敏电阻两端的电压：
U_R=U-U_L=8V-6V=2V，
光敏电阻R的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{2V}{1.00A}$=2Ω；
（3）由表格数据可知凌晨7：00时，电压表的示数U_L′=3.0V，电路中的电流I′=0.84A，
则光敏电阻两端的电压：
U_R′=U-U_L′=8V-3.0V=5.0V，
光敏电阻R消耗的功率：
P_R=U_R′I′=5.0V×0.84A=4.2W．
答：（1）小灯泡正常工作时的电阻为6Ω；  
（2）小灯泡正常工作时，光敏电阻R的阻值为2Ω；
（3）凌晨7：00时，光敏电阻R消耗的功率为4.2W．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据表格得出不同时间对于电表的示数．