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如图是由“控制电路”和“工作电路”两部分组成的光控电路.“控制电路”由光敏电阻R...

如图是由“控制电路”和“工作电路”两部分组成的光控电路.“控制电路”由光敏电阻R、磁控开关L、定值电阻R、电源U1等组成,当线圈中的电流大于或等于20mA时,磁控开关的磁性弹片相互吸合.“工作电路”由工作电源U2(U2=20V)、发热电阻R1(R1=5Ω)和R2(R2=15Ω)组成.问:
(1)当“控制电路”中的电流小于20mA时,“工作电路”中的R1两端的电压是______V,它消耗的功率是______W.
(2)当“控制电路”中的电流等于30mA时,“工作电路”中R1两端的电压是______V.
(3)已知光敏电阻R的阻值随照射在光敏电阻上的光强E(表示光照射的强弱的物理量,单位cd)之间的变化关系如图所示.如果照射在光敏电阻R上的光强______,则光敏电阻R的阻值增大,磁控开关产生磁性将______(均选填“变强”、“变弱”或“不变”).
(4)如果“控制电路”中的线圈阻值RL=1Ω、R=140Ω、U1=3V,那么照射在光敏电阻上的光强在什么范围内时,磁控开关的磁性弹片相互吸合?
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(1)当“控制电路”中的电流小于20mA时,控制电路L断开,则工作电路由R1和R2串联组成;再根据欧姆定律求得电路中的总电流,再根据欧姆定律即可求得R1两端的电压;最后根据P=I2R即可求得R1消耗的电功率. (2)当“控制电路”中的电流等于30mA时,控制电路L闭合,则工作电路R2短路,故工作电路只有R1;则根据电源电压的大小即可求得R1两端电压的大小. (3)由图象即可分析出光敏电阻R大小随光照强度的关系;根据电阻的大小即可判断电流的大小,再根据电流的大小即可判定磁性的强弱. (4)根据电路的电流要大于或等于20mA时,磁控开关的磁性弹片相互吸合;据此根据欧姆定律即可求得总电阻的大小;再根据线圈的阻值和R的阻值即可求得光敏电阻的阻值;最后根据图象即可求得照射在光敏电阻上的光强的范围. 【解析】 (1)当“控制电路”中的电流小于20mA时,控制电路L断开,则工作电路由R1和R2串联组成; 由欧姆定律得:I=,即I总==1A; 则R1两端的电压为:U1=I•R1=1A×5Ω=5V; R1消耗的电功率为:P1=I2•R1=(1A)2×5Ω=5W. (2)当“控制电路”中的电流等于30mA时,控制电路L闭合,则工作电路R2短路,故工作电路只有R1; 故R1两端电压等于电压电压,即U1=U总=20V. (3)由图可知:光照强越强时,光敏电阻R的阻值越小; 故照射在光敏电阻R上的光强变弱,则光敏电阻R的阻值增大; 根据欧姆定律可知:当电阻变大时,电流变小; 则磁控开关产生磁性将变弱. (4)由题意可知,要使磁控开关的磁性弹片相互吸合,则控制电路的电流要大于或等于20mA. 由欧姆定律,R总===150Ω 可知控制电路的总电阻要小于或等于150Ω. 此时光敏电阻R=R总-R-RL=150Ω-140Ω-1Ω=9Ω 由图可知,对应的光照强度为2cd. 因此,当光照强度大于或等于2cd时,磁控开关的磁性弹片相互吸合. 故答案为:(1)5V、5W;(2)20V;(3)变弱、变弱;(4)当光照强度大于或等于2cd时,磁控开关的磁性弹片相互吸合.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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