4. 题4图是物理兴趣小组设计的烟雾报警电路图,开关S处于闭合状态,$R_{0}$是定值电阻,$R$为感光电阻,光照越强,阻值越小。烟雾浓度增大时射向$R$的光被遮挡,$R$受到的光照变弱。当烟雾浓度增大时,下列判断正确的是()。

A.电流表的示数变大
B.电压表的示数变小
C.电压表与电流表的示数之比不变
D.电压表与电流表的示数之比变大

D

由电路图可知，$R$与$R_{0}$串联，电压表测$R$两端的电压，电流表测电路中的电流。
烟雾浓度增大时，$R$受到的光照变弱，由题意可知$R$的阻值变大。
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中的总电阻变大，由$I = \frac{U}{R_{总}}$可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，A错误。
由$U_{0}=IR_{0}$可知，$R_{0}$两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以$R$两端的电压变大，即电压表的示数变大，B错误。
电压表与电流表的示数之比等于$R$的阻值，因$R$的阻值变大，所以该比值变大，C错误，D正确。
D

5. LED灯发光的颜色与两端的电压之间的关系如题5表所示。小科用一个150Ω的电阻$R_{1}$与LED灯串联,接在电压为6V的电源上,成功让LED灯发出了蓝光,如题5图所示。
|灯两端电压$U/V$|2|2.4|3|
|发光的颜色|红|绿|蓝|


(1)定值电阻$R_{1}$两端的电压是多少？
(2)通过定值电阻$R_{1}$的电流是多少？
(3)小科通过电阻与LED灯串联,实现了LED灯发蓝光。现有6V的电源、开关、同规格的LED灯若干、导线若干,请你设计另一个让LED灯发出蓝光的方法。(画出电路图即可)
(4)若LED灯使用过程中电阻值始终不变,如要使LED灯发红光,应串联一个多大阻值的电阻？

解：$​(1)U_1=U-U_L=6 \text {V}-3 \text {V}=3 \text {V}​$
$​ (2)I_{ 1}=\frac {U_{ 1}}{R_{ 1}}=\frac {{ 3 } \text {V}}{{ 150 }Ω}={ 0.02 } \text {A}​$
​ (3)​如图

$​ (4)R_{ L}=\frac {U_{ L }}{I_{ 1 }}=\frac {{ 3 } \text {V}}{{ 0.02 } \text {A}}={ 150 }Ω​$
$​ U_R=U-U_L'=6 \text {V}-2 \text {V}=4 \text {V}​$
$​ I_{ R}=\frac {U_{ L}'}{R_{ L}}=\frac {{ 2 } \text {V}}{{ 150 }Ω}={ \frac 1{75} } \text {A}​$
$​ R=\frac {U_R}{I_R}=\frac {4\ \mathrm {V}}{\frac 1{75}\ \mathrm {A}}=300 \ \mathrm {Ω}​$