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22. 如图是一种烟雾报警器的电路图,电源电压为 3 V,$ R_0 $ 是定值电阻,阻值为 10 Ω,R 为光敏电阻.烟雾浓度增大时,射向 R 的光被遮挡,R 受到的光照变弱.当报警仪表的示数等于或小于 100 mA 时报警,光敏电阻 R 的阻值随着光强的关系如表所示.“光强 E”是表示光强弱程度的物理量,单位为坎德拉(cd).
(1)烟雾报警器使用前需要测试.测试时,电压表示数为 1 V,电流表示数是多少?
(2)测试时,光敏电阻 R 的阻值为多少? 光照强度为多少?
(3)当光照强度为多少 cd 时,报警仪表开始报警.
(1)烟雾报警器使用前需要测试.测试时,电压表示数为 1 V,电流表示数是多少?
(2)测试时,光敏电阻 R 的阻值为多少? 光照强度为多少?
(3)当光照强度为多少 cd 时,报警仪表开始报警.
答案
(1)0.2A；(2)5Ω，6cd；(3)2cd。
解析
(1)电路中R与R₀串联，电压表测R两端电压U_R=1V，电源电压U=3V。
R₀两端电压U₀=U - U_R=3V - 1V=2V。
电流表示数I=U₀/R₀=2V/10Ω=0.2A。
(2)光敏电阻R的阻值R=U_R/I=1V/0.2A=5Ω。
查表得，R=5Ω时，光照强度E=6cd。
(3)报警时电流I=100mA=0.1A，总电阻R总=U/I=3V/0.1A=30Ω。
光敏电阻R=R总 - R₀=30Ω - 10Ω=20Ω。
查表得，R=20Ω时，光照强度E=2cd。
R₀两端电压U₀=U - U_R=3V - 1V=2V。
电流表示数I=U₀/R₀=2V/10Ω=0.2A。
(2)光敏电阻R的阻值R=U_R/I=1V/0.2A=5Ω。
查表得，R=5Ω时，光照强度E=6cd。
(3)报警时电流I=100mA=0.1A，总电阻R总=U/I=3V/0.1A=30Ω。
光敏电阻R=R总 - R₀=30Ω - 10Ω=20Ω。
查表得，R=20Ω时，光照强度E=2cd。
