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    10．为倡导节能环保，某科研机构设计了新型路灯，设计电路如图所示．其中工作原理是：工作电路中开关S2的状态由R2两端的电压决定，闭合开关S1，当光照度降低时，光敏电阻R2的阻值增大，其两端电压也随之变大，当光照度为15 勒克斯时光敏电阻R2两端的电压达到3 伏，开关S2就自动连接触点c，使路灯L 点亮．反之，当光照度增强到一定值时，开关S2就会自动连接触点b，使路灯L 熄灭；控制电路和工作电路中电源电压分别为4.5V和220V，路灯L正常工作时电流为0.2A．
    光照度（勒克斯）51015202530
    光敏电阻R2阻值（欧）603020151210
    求：
    （1）若路灯L每天正常工作8小时，其消耗的电能．
    （2）光敏电阻R2的阻值与光照度之间的关系如表所示，当光照度为15 勒克斯时光敏电阻R2两端的电压达到3 伏，请根据表中数据计算定值电阻R1的阻值．
    （3）当R2两端的电压为2.7V时，此时光强度是多大．
    （4）控制电路中的电池组在使用一段时间后电压会下降，需定期更换，否则会导致路灯比平常天色更暗些才能点亮．请说明理由．

    分析 （1）由图工作电路中只有L，已知电源电压、路灯L正常工作电流和工作时间，由W=UIt计算其消耗电能；
    （2）由图控制电路R1与R2串联，工作电路接通时R2电压为3V，由表格数据知此时R2的电阻大小，由串联电路电压、电流的规律及欧姆定律计算电路中电流；
    （3）保持R1接入电路的阻值不变，当R2两端的电压为2.7V时，根据分压原理求R2的大小，根据表中数据得出电阻与光强的关系，确定此时光强大小；
    （4）电源电压降低，导致用电器两端电压降低，光敏电阻阻值发生变化，所以对光的感应程度改变．

    解答 解：（1）由题路灯两端电压U=220V，正常工作电流0.2A，所以正常工作8小时消耗的电能
    W=UIt=220V×0.2A×8×3600s=1.267×106J；
    （2）当光强度为15 勒克斯时，R2两端的电压刚好升至3V，开关S2与c点接触，电路接通，路灯L正常工作．
    由表格数据可知，当光照强度为15 勒克斯时，R2的阻值为20Ω，
    控制电路中，R1与R2串联，通过R1、R2的电流相等，
    所以I1=I2=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}=\frac{3V}{20Ω}$=0.15A，根据串联电路电压规律，R1的电压U1=U′-U2=4.5V-3V=1.5V，
    所以R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}=\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω；
    （3）保持R1接入电路的阻值不变，当R2两端的电压为2.7V时，根据串联电路电压的规律，R1的电压
    U1′=U′-U2′=4.5V-2.7V=1.8V，根据分压原理，$\frac{{U}_{1}′}{{U}_{2}′}=\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$，所以R2=$\frac{2.7V}{1.8V}$×10Ω=15Ω，由表中数据知光照强度为20 勒克斯；
    （4）因为电池组电压下降会导致光敏电阻两端电压下降，串联电路中R1阻值不变，要使光敏电阻R2两端电压达到3伏，光敏电阻R2的阻值必须增大，所以要在光照度更小时才能实现．
    答：（1）若路灯L每天正常工作8小时，其消耗的电能为1.267×106J；
    （2）定值电阻R1的阻值为10Ω；
    （3）当R2两端的电压为2.7V时，此时光强度是为20 勒克斯；
    （4）因为电池组电压下降会导致光敏电阻两端电压下降，串联电路中R1阻值不变，要使光敏电阻R2两端电压达到3伏，根据分压原理，光敏电阻R2的阻值必须增大，所以要在光照度更小时才能实现．

    点评 此题为光敏电阻在现实生活中的应用，考查了电功公式的应用、欧姆定律的应用和串联电路的规律，体现了物理与社会生活的密切联系，解题的关键是审清题意，从题中获取有效的信息，搞清各量之间的关系．属于压轴题．

    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：初中物理 来源： 题型：作图题

    15．按照题目要求作图（保留作图痕迹）
    （1）如图1所示，一束光沿AO方向斜射到平面镜上，画出该入射光线的反射光线，并标出入射角的大小
    （2）如图2中所示，根据平面镜成像的特点，画出物体AB在平面镜中的像A′，B′．
    （3）如图3所示，画出由点光源S发出的一束光经镜面反射后恰好经过A点的光路图．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    1．用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热（不计热量损失），如图是A和B的温度随加热时间变化的图象，下列说法正确的是（　　）
    A．A和B升高相同的温度，B吸收热量较多
    B．A的比热容与B的比热容之比为2：3
    C．都加热t时间，B吸收热量比A吸收热量多
    D．A的比热容与B的比热容之比为2：1

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    18．将标有“6V 3W”和”6V  2W”的甲乙两灯泡串联起来，接在电压为6V的电源两端，接通电路后，下列说法中正确的是（　　）
    A．两只小灯泡都不能正常工作，甲灯比乙灯亮
    B．两灯的电阻关系是R甲＞R乙
    C．通过乙灯的电流大，所以乙灯较亮
    D．两只小灯泡的总功率小于2W

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    5．一个规格为“6V  3W”的小灯泡，接在9V的电源上，要使小灯泡能正常发光，必须串联一个阻值6Ω的电阻，电阻消耗的功率是1.5W．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    15．图中，甲温度计的示数为14℃，乙温度计的示数为-1.8℃．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    2．实验中学有一个150m×80m大小的操场，广播室在操场两端架起两个音箱S1和S2（如图）高老师绕场一周试听了一番，两音箱发出的声音在甲、乙、丙、丁四处（它们分别是各边的中点）觉得有两处声音含混不清，则这两点处是（　　）
    A．甲和丙B．甲和乙C．乙和丁D．丁和丙

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    19．下列关于串、并联电路的规律说法正确的是（　　）
    A．各用电器两端电压相等的电路就是并联电路
    B．串联电路的总电流等于各支路电流之和
    C．并联电路中某一用电器断路不会影响其它用电器的工作
    D．通过各用电器电流大小相等的电路就是串联电路

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    20．右图是某小组探究平面镜成像特点的实验装置．
    （1）选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是便于确定像的位置；选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系．
    （2）为了便于观察，该实验最好在较黑暗（选填“较明亮”或“较黑暗”）的环境中进行．保证实验效果，他们应选择较薄的平板玻璃（选填“平面镜”、“较薄的平板玻璃”或“较厚的平板玻璃”）做实验．
    （3）当把B移到A 的像所在的位置时，无论怎样沿水平桌面移动蜡烛B都不能使B与A的像完全重合，最有可能的原因是玻璃板没有垂直于桌面放置．
    （4）使点燃的蜡烛在两个不同的位置，分别测出物距和像距相等的两组数据，得出实验结论之一：“像距与物距相等”．你认为这种方法是否合理？不合理．理由是：实验数据太少，得出的实验结论具有偶然性．
    （5）在探究平面镜成像特点的实验示意图，小组成员的说法中正确的是B
    A．像的大小与蜡烛到玻璃板的距离有关
    B．蜡烛远离玻璃板过程中，蜡烛的像始终与蜡烛等大
    C．把光屏放在玻璃板后像所在的位置，像会成在光屏上
    D．用玻璃板代替平面镜是为了能在玻璃板后成一实像．

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