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高中 | 闭合电路的欧姆定律基本问题题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-1
第二章 恒定电流
2.7 闭合电路的欧姆定律
闭合电路的欧姆定律基本问题
光敏电阻广泛的应用于光控制电路中,物理探究小组设计了图甲所示的电路测量不同照度下的光敏电阻的阻值,照度单位为勒克斯($\text{lx}$)。小组成员先将照射光敏电阻的光调至某一照度,将电阻箱阻值调到最大,先闭合电键${{\text{S}}_{\text{1}}}$,再将电键${{\text{S}}_{\text{2}}}$与$1$连接,调节电阻箱的阻值如图乙所示时,此时通过电流表$\rm G$的电流为$I$,然后将电键${{\text{S}}_{\text{2}}}$与$2$连接,当调节电阻箱的阻值如图丙所示时,电流表的示数恰好也为$I$。
图乙的读数${{R}_{1}}=$ $\Omega$,图丙的读数${{R}_{2}}=$ $\Omega$,此照度下光敏电阻的阻值${{R}_{0}}=$ $\Omega$;
根据电阻箱各旋钮的示数,可知$R_{1}$$=2320\ \Omega$,$R_{2}$$=1120\ \Omega$;根据题意可知,电键与$1$连接和与$2$连接时电流表的示数都为$I$,根据闭合电路欧姆定律可知两种情况下电路中电阻大小相等,所以
$R_{0}$$=$$R_{1}$$-$$R_{2}$$=2320\ \Omega-1120\ \Omega=1200\ \Omega$
图丁是该小组描绘出的光敏电阻的阻值随照度变化的关系图像,由图丁可知($1$)中的光照度为 $\text{lx}$(保留两位有效数字);
根据$R_{0}$的阻值,结合图像可知($1$)中的光照度为$\rm 1.0\ lx$;
此光敏电阻随光照强度的减小而 (填“增大”、“不变”或“减小”);
根据图线可知,此光敏电阻随光照强度的减小而增大;
小组设计了如图戊所示的电路控制路灯,图戊中${{R}_{0}}$为此实验的光敏电阻,${{R}_{1}}$为滑动变阻器,电磁继电器的衔铁由软铁(容易磁化和消磁)制成,${{R}_{2}}$为电磁铁的线圈电阻,$\rm K$为单刀双掷开关。当光照强度小到某一值时,衔铁就会被吸下,交流电路接通,当光照强度达到某一值时,衔铁就会被弹簧拉起,交流电路就会断开,路灯熄灭,请在图戊中原有电路的基础上用笔画连接电路实现这一功能。
将线圈与光敏电阻并联,然后与滑动变阻器以及电源串联,这样当光照强度减小时,光敏电阻的阻值增大,并联部分的分压变大,线圈中的电流增大,螺线管的磁性变强,将衔铁吸下,路灯接通;当光照强度增大时,光敏电阻阻值变小,并联部分分压变小,线圈中的电流减小,螺线管的磁性变弱,衔铁弹起,路灯熄灭。
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