3. (江岸期中)如图所示是一款家用烟雾报警器及其简化原理图,烟雾报警器有一个外部光线无法进入的烟室,其中装有激光发射器和带有光敏电阻的电路,电路中电源电压不变,$R_{0}$为定值电阻,R为光敏电阻,R的阻值与光照强度的关系如表格所示(其中E是表示光照强度的物理量,单位为cd)。当烟雾进入烟室后,激光被烟雾遮挡,使得射向光敏电阻的光照强度减小,当烟雾浓度大于或等于某一值,电路中电流小于或等于200mA,烟雾报警器报警。
(1)当进入烟室的烟雾浓度增大,射向光敏电阻的光照强度____(选填“增大”或“减小”),光敏电阻阻值____(选填“增大”或“减小”)。
(2)在一次测试中,当把光照强度调为5cd时,测试电压表示数为8V;当把光照强度降为3cd时,测试电压表示数为9V。求电源电压是多少?
(3)由于长时间工作,导致电源电压降低了1V,烟雾报警器在烟雾浓度较小时误报警。在不更换此电源的情况下,要使报警器在原烟雾浓度范围内正常报警,可以通过____(选填“增大”或“减小”)$R_{0}$的阻值来实现。求更换后的$R_{0}阻值与原R_{0}$阻值相比,变化了多少?

解: (1) 减小 增大
(2) $ U = U_{1} + \frac{U_{1}}{R_{1}} \times R_{0} = 8\ \text{V} + \frac{8\ \text{V}}{20\ \Omega} \times R_{0} \cdots \cdots $ ①
$ U = U_{2} + \frac{U_{2}}{R_{2}} \times R_{0} = 9\ \text{V} + \frac{9\ \text{V}}{30\ \Omega} \times R_{0} \cdots \cdots $ ②
解①②可得: $ U = 12\ \text{V} $, $ R_{0} = 10\ \Omega $;
(3) 减小
② 报警仪表开始报警时 $ I = 200\ \text{mA} = 0.2\ \text{A} $,
$ R = \frac{U}{I} - R_{0} = \frac{12\ \text{V}}{0.2\ \text{A}} - 10\ \Omega = 50\ \Omega $, $ E = 2\ \text{cd} $,
正常报警时光敏电阻的阻值 $ R = 50\ \Omega $
$ U' = U - \Delta U = 12\ \text{V} - 1\ \text{V} = 11\ \text{V} $, $ I = \frac{U}{R + R_{0}'} $,
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