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城市路灯照明是人们日常生活中必不可少的公共设施,路灯照明耗电量约占总耗电量的15%.人类正面临能源危机,LED路灯发光效率较高,具有寿命长、环保、无污染的优点.图甲是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图.

其中,R是光敏电阻,此光敏电阻的阻值R、流过线圈电流I与光照度E(单位勒克斯,符号lx)之间的几组实验数据如下表所示
光照度E/lx 5 10 15 20 25 30
光敏电阻R/Ω 60 30 20 15 12
10
10
线圈中电流I/mA 21.4 27.3 30.0 31.6 32.6 33.3
当线圈A中的电流I≥30.0mA时,动触点D与静触点G、H接触;当线圈A中的电流I<30.0mA时,动触点D与静触点E、F接触.
(1)分析表格中数据,当光照度为30lx时,光敏电阻的阻值为
10
10
Ω.
(2)请根据表格中的数据在图乙中先描点,再用平滑的曲线画出光敏电阻随光照度变化的图象.
(3)白天,太阳能电池板将
太阳
太阳
能转化为
能,这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内.傍晚,当光照度小于
15
15
lx(勒克斯)时,路灯开始工作.
(4)在图甲中请用铅笔画线将电路原理图连接完整,使工作电路能正常工作(与触点的接线只能接在静触点上,图中已给出静触点E、F、G、H的四根引线;连线不能交叉).
(5)100瓦的LED路灯照明亮度相当于250瓦的高压钠灯.若每天平均使用10h,如果用100瓦的LED 替代250瓦的高压钠灯进行照明,则一个月(按30天计算)每杆路灯可节约电能
45
45
kW?h.
分析:(1)分析表格中数据得出光敏电阻的阻值与光照度的关系,将当光照度为30lx代入即可求出光敏电阻的阻值.
(2)由表格数据知,当线圈A中的电流I<30.0mA时(光照度小于15lx),动触点D与静触点E、F接触,路灯开始工作.
(3)白天充电(动触点D与静触点G、H接触)、夜晚供电(动触点D与静触点E、F接触),据此连接电路.
(4)用公式W=Pt分别计算两种灯消耗的电能进行比较.
解答:解:(1)由实验数据可知,光敏电阻的阻值R随光照度E的增强而减小;且光照度变为原来的几倍,则光敏电阻的阻值就减为原来的几分之一,即:
R1
Rx
=
Ex
E1

所以当光照度为30lx时,
则Rx=
E1
Ex
R1=
5lx
30lx
×60Ω=10Ω;
(2)请根据表格中的数据在图乙中先描点,再描点连线,如图:

(3)白天,太阳能电池板将太阳能转化为电能,这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内.由题知,当线圈A中的电流I≥30.0mA时,动触点D与静触点G、H接触;当线圈A中的电流I<30.0mA时,动触点D与静触点E、F接触,即当光照度小于15lx,路灯开始工作.
(4)电路图如右图所示:
(5)用LED灯消耗电能:
W=Pt=100×10-3kW×10h×30=30kW?h;
用日光灯消耗电能:
W′=P′t=250×10-3kW×10h×30=75kW?h;
可节约电能△W=W′-W=75kW?h-30kW?h=45kW?h.
故答案为:(1)10;
(3)太阳;电;15;(5)45.
点评:本题考查了学生对实验数据的分析、消耗电能(电功)的计算、电磁铁的使用、LED灯的节能、能量的转化,知识点多、复杂,属于难题.
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其中,R是光敏电阻,此光敏电阻的阻值R、流过线圈电流I与光照度E(单位勒克斯,符号lx)之间的几组实验数据如下表所示
光照度E/lx51015202530
光敏电阻R/Ω6030201512   
线圈中电流I/mA21.427.330.031.632.633.3
当线圈A中的电流I≥30.0mA时,动触点D与静触点G、H接触;当线圈A中的电流I<30.0mA时,动触点D与静触点E、F接触.
(1)分析表格中数据,当光照度为30lx时,光敏电阻的阻值为    Ω.
(2)请根据表格中的数据在图乙中先描点,再用平滑的曲线画出光敏电阻随光照度变化的图象.
(3)白天,太阳能电池板将    能转化为    能,这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内.傍晚,当光照度小于    lx(勒克斯)时,路灯开始工作.
(4)在图甲中请用铅笔画线将电路原理图连接完整,使工作电路能正常工作(与触点的接线只能接在静触点上,图中已给出静触点E、F、G、H的四根引线;连线不能交叉).
(5)100瓦的LED路灯照明亮度相当于250瓦的高压钠灯.若每天平均使用10h,如果用100瓦的LED 替代250瓦的高压钠灯进行照明,则一个月(按30天计算)每杆路灯可节约电能    kW?h.

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