路灯自动控制电路光敏电阻是一种阻值会随光照射强度的变化而明显改变的元件，它由半导体材料制成．物理学上用“光强”这个物理量来表示光照射强度，国际单位为坎德拉（cd），某光

Question

路灯自动控制电路
光敏电阻是一种阻值会随光照射强度的变化而明显改变的元件，它由半导体材料制成．
物理学上用“光强”这个物理量来表示光照射强度，国际单位为坎德拉（cd），
某光敏电阻R₂的阻值与光强E之间的关系如表格数据所示．

光强（cd）	5	10	15	20	25
R2的阻值（Ω）	60	30	20		12

生活中，路灯的工作状态是自动控制的，其主要原件是光控开关中的光敏电阻R₂．开关S₂的状态由R₂两端的电压决定．光照足够强时，R₂两端的电压很小，开关S₂处于断开状态，ab接触，路灯L关闭．当光强降为15cd时，R₂两端的电压刚好升至3V，此时开关S₂自动闭合，ac接触，路灯打开．已知控制电路的电源电压为6V．

（1）下列能够用来制作光敏电阻材料的是___
A．铜   B．塑料   C．硅   D．碳
（2）分析表格中的数据，根据其阻值R₂随光强E变化的规律，空格中的电阻大小为___Ω．
（3）根据表格中的数据，在坐标图2上描点并作出电阻与光强关系的图象．
（4）当R₂两端的电压为2V时，光照强度为___cd．
（5）为了节约能源，使路灯更晚一些打开，应该对控制电路做怎样的调整？（光敏电阻不更换，写出一种方法即可）

Answer 1

（1）由题意可知，光敏电阻是由半导体材料制成的；
常见的半导体有硅、锗等，铜、碳属于导体，塑料属于绝缘体，故选C．
（2）由表格数据可知，光敏电阻的阻值R₂与光强E的乘积等于定值300，即R₂•E=300，
所以，当光强E=20cd时，R₂=(300)/(E)=(300)/(20)Ω=15Ω．
（3）根据描点法作出电阻与光强关系的图象，如图所示：

4）当光强降为15cd时，R₂两端的电压刚好升至3V，此时开关S₂自动闭合，ac接触，路灯打开．
当光强为15cd时，R₂两端的电压为3V时，由表格数据可知R₂=20Ω，
由于控制电路的电源电压为6V，根据串联电路的特点可知，R₁两端的电压U₁=U-U₂=6V-3V=3V；
根据串联分压的规律可得(U1)/(U2)=(R1)/(R2)，所以R₁=(U1R2)/(U2)=(3V×20Ω)/(3V)=20Ω．
当R₂两端电压为2V时，R₁两端的电压U₁′=U-U₂′=6V-2V=4V，
根据串联分压的规律可得(U1′)/(U2′)=(R1)/(R2′)，则此时光敏电阻的阻值R₂′=(U2′R1)/(U1′)=(2V×20Ω)/(4V)=10Ω，
再根据R₂•E=300可得，此时的光照强度E=(300)/(R2′)=(300)/(10)=30cd．
（5）由图象可知，光敏电阻的电阻随光照强度的减小而增大；
当路灯更晚一些打开时，光照强度更低，R₂的阻值越大，由串联电路的分压特点可知，R₂两端的电压越大，
仍然要在R₂两端的电压为3V时打开路灯，应降低R₂两端的电压；
由于光敏电阻R₂不更换，根据U₂=IR₂=(U)/(R2+R1)•R₂可知，可以增大R₁的阻值或减小电源电压．
故答案为：（1）C；（2）15；（3）如上图所示；（4）30；（5）增大R₁的阻值或减小电源电压．