如图是一种光控电路，它主要由工作电路和控制电路两部分组成，工作电路由工作电源U1、发热电阻R1和R2等组成；控制电路由光敏电阻R、磁控开关L、定值电阻R0、电源U2等组成．当磁控开关L

Question

如图是一种光控电路，它主要由工作电路和控制电路两部分组成，工作电路由工作电源U₁、发热电阻R₁和R₂等组成；控制电路由光敏电阻R、磁控开关L、定值电阻R₀、电源U₂等组成．当磁控开关L线圈中的电流等于或大于15mA时，磁控开关的磁性簧片相互吸合（簧片电阻忽略不计）；当L线圈中的电流小于15mA时，簧片断开．已知U₁=24V，R₁=10Ω，R₂=20Ω，U₂=1.5V，光敏电阻R的阻值随照射在它上面的光强E（表示光照射强弱的物理量，单位是坎德拉，符号是cd）变化的关系如图2示．当开关S闭合时，则：

 （1）写出光敏电阻的阻值R与光强E的关系：R=___．
 （2）当控制电路中的开关S断开时，工作电路在10s内消耗多少电能？
（3）若线圈阻止忽略不计，当照射到光敏电阻的光强达到3cd时，磁控开关L的磁性簧片恰好闭合，求R₀的阻值，工作电路中的电功率．

Answer 1

（1）由图2，光敏电阻R的阻值随照射在它上面的光强E的图象知，R与光强E成反比，且R×E=18Ω•cd，
所以R=(18Ω•cd)/(E)；
（2）由图1知，开关S断开时，工作电路中R₁、R₂串联，
所以工作电路在10s内消耗电能：
W=(U12)/(R1+R2)t=((24V)2)/(10Ω+20Ω)×10s=192J；
（3）由图象光照强度为E=3cd时，光敏电阻R的阻值：R=6Ω，
磁控开关L的磁性簧片恰好闭合，所以此时电路中电流I=15mA=0.015A，
由串联电路特点和欧姆定律可得：
R₀=(U2)/(I)-R=(1.5V)/(0.015A)-6Ω=94Ω；
电路此时消耗的功率：
P=UI=1.5V×0.015A=0.0225W．
答：（1）(18Ω•cd)/(E)；
（2）当控制电路中的开关S断开时，工作电路在10s内消耗电能192J；
（3）R₀的阻为94Ω，当照射到光敏电阻的光强达到3cd时，磁控开关L的磁性簧片恰好闭合，工作电路中的电功率为0.0225W．