Question

【题目】如图所示，是一个照明系统模拟控制电路，已知电源电压U=4.5V，定值电阻R1=5Ω。滑动变阻器R2上标有“25Ω 1A”，R3为光敏电阻，其阻值随光照度的变化遵循某一规律，部分数据如下表所示（相同条件下，光越强，光照度越大，光照度单位为勒克斯，符号为lx，白天光照度大于3lx），当R1两端电压低至0.5V时，控制开关自动启动照明系统（不考虑控制开关对虚线框内电路的影响）。利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时，照明系统内照明灯自动工作。

（1）闭合开关S，将滑片P移至b端，求E0为多少？

（2）要使E0=1.5lx，则R2接入电路的电阻应调为多大?若环境的光照度降至1.5lx时能保持3min不变，求这段时间内R2消耗的电能？

（3）本系统可调E0的最小值是多少？

光照度E/lx	0.5	1	1.5	2	2.5	3
光敏电阻R3阻值/Ω	60	30	20	15	12	10

Answer 1

【答案】(1)；(2)；；(3)

【解析】

(1)由题意可知，当R1两端电压低至0.5V时，这时电路中的电流大小是

电路中的总电阻是

由于滑片P移至b端，则

从表中数据可知，这时光照度是；

(2)要使

E0=1.5lx

这时

则

即R2接入电路的电阻应调为；这段时间内R2消耗的电能是

(3)由上述可知，启动照明系统时，控制电路的总电阻是，且光照度与光敏电阻阻值的乘积不变，当滑动变阻器接入电路的电阻是零时，光敏电阻R3的阻值最大，这时光照度的值最小，光敏电阻的最大阻值是

因为

所以

答：(1)闭合开关S，将滑片P移至b端，E0为2lx；

(2)要使E0=1.5lx，则R2接入电路的电阻应调为20Ω，若环境的光照度降至1.5lx时能保持3min不变，这段时间内R2消耗的电能是36J；

(3)本系统可调E0的最小值是0.75lx。