Question

如图甲为一智能路灯工作原理简图，已知控制电路中电源电压恒为6V，R₀为滑动变阻器，R为光敏电阻，其阻值随光照强度(单位符号：cd)变化的规律如图乙所示。工作电路中，路灯L上标有“220V　22W”字样。当光照足够强时，路灯L不工作；当光照强度降为20cd，控制电路中电流为0.2A时，工作电路刚好启动，路灯L正常工作。电磁铁线圈的电阻忽略不计。试问：

(1)工作电路刚好启动时，滑动变阻器R₀接入电路的阻值为多少________？

(2)保持R₀接入电路的阻值不变，当电流表示数为0.15A时，光照强度为多少________？

(3)为了节能，要使光照强度低于20cd时，工作电路才开始启动，应将滑动变阻器R₀的滑片向________(选填“左”或“右”)移动，并简要说明理由。

Answer

20Ω 10cd 左

【解析】

(1)工作电路刚好启动时，控制电路中电流I＝0.2 A，光照强度为20 cd，由题图乙可知，此时光敏电阻R的阻值为10 Ω，光敏电阻两端的电压为：UR＝IR＝0.2 A×10 Ω＝2 V

根据串联电路的特点，滑动变阻器两端的电压：U0＝U－UR＝6 V－2 V＝4 V

则滑动变阻器接入电路的阻值：R0＝＝＝20 Ω

(2)由于控制电路中电流I′＝0.15 A，滑动变阻器两端的电压为U0′＝I′R0＝0.15 A×20 Ω＝3 V

光敏电阻两端的电压：UR′＝U－U0′＝6 V－3 V＝3 V

此时光敏电阻的阻值：R′＝＝＝20 Ω

由题图乙可知，此时的光照强度为10 cd

(3)左 由题图乙可知，当光照强度减弱时，光敏电阻R的阻值变大，控制电路中的总电阻变大，由于电源电压不变，由欧姆定律可知，电流减小；为了保证控制电路电流仍为0.2 A，应使滑动变阻器连入电路的阻值变小，所以滑动变阻器的滑片应向左移动