2026年科学实验活动册九年级上册浙教版第48页答案
某小区楼道照明灯设有高、低两挡功率模式,其部分原理简化如下图所示。其中$\mathrm{S}_1$为光控开关,当光线较暗时自动闭合;$\mathrm{S}_2$为声控开关,当有行人路过时自动闭合。夜晚有行人经过时,路灯自动切换为高功率挡,灯光明亮;无人通行时,自动切换为低功率节能挡,微弱灯光起指示作用。这样既能节约电能,又能减少灯泡工作损耗,延长灯具使用寿命。
请结合电学规律完整地分析高、低功率挡的工作原理。

答案

高功率挡:夜晚光线较暗$\mathrm{S}_1$闭合,有行人路过时$\mathrm{S}_2$闭合,定值电阻被短路,电路中只有照明灯接入。电路总电阻较小,家庭电路总电压恒定不变,根据欧姆定律$I=\dfrac{U}{R}$可知,电路电流较大。根据$P=UI$得,灯泡实际电功率大,灯光亮度大,满足通行照明需求。
低功率挡:夜晚光线较暗$\mathrm{S}_1$闭合,无行人路过时$\mathrm{S}_2$断开,照明灯与定值电阻串联。电路总电阻较大,家庭电路总电压恒定不变,根据欧姆定律$I=\dfrac{U}{R}$可知,电路电流较小。灯泡两端分得的实际电压降低,通过灯泡的电流也减小,根据$P=UI$得,灯泡实际电功率减小,灯光变暗。