问题 实验题

有一种半导体材料的电阻值随着光照射强度的变化而明显改变,用这种材料制作的电阻称为光敏电阻.物理学上用“光强”这个物理量来表示光强弱的程度,符号为E,国际单位为坎德拉(cd),某光敏电阻的阻值R与光强E之间的一组实验数据如下表所示:

(1)分析上表数据,根据光敏电阻的阻值R随光强E变化的规律,填写表格空格处的电阻.

(2)小明将该光敏电阻R、电流表(量程为0﹣0.6A)、电压表(量程 为0﹣3V)、开关、滑动变阻器R.(最大阻值为50 Ω)和电压恒为 6V 的电源组成如图所示的电路,闭合开关,调节滑动变阻器  使电流表的示数为0.4A时,电压表的示数为2.4V,此时,光敏电阻所在处的光强为多大?

(3)在上述电路中,随着电阻的变化,电流可能会超过电流表的量程,滑动变阻器两端的电压可能会超过电压表的量程.若光敏电阻处的光强在2.0cd至4.5cd范围内,为保证不超过电表量程,求出滑动变阻器允许连入电路的阻值范围.

答案

(1)

(2)电阻两端的电压U=U﹣U0=6V﹣3.6V=2.4V光敏电阻的阻值R===6 Ω查表可知,光强为E=6.0cd.

(3)当E=2.0cd时,查表得 R=18Ω. 当R0=0Ω时,电路中的最大电流I===0.3A,

电流表不会超过量程.为保护电压表,R0两端的最大电压为3V,

由串联电路电压规律得:UR=U﹣U0=6V﹣3V=3V,

电流I===A,滑动变阻器的最大阻值R0===18Ω.

则R0≤18 Ω.当E=4.5cd时,根据R=得R=8 Ω,

为了保护电流表,电路中的最大电流为0.6A,

最小总电阻R===10Ω,则R0的最小阻值是10Ω﹣8Ω=2Ω,

为了保护电压表,R0两端的最大电压为3V,

由串联电路电压规律得:UR=U﹣U0=6V﹣3V=3V,电流I===A,

滑动变阻器的最大阻值R0===8Ω,则滑动变阻器允许接入的阻值范围为 2Ω~8Ω.

多项选择题
多项选择题