(2010•滨湖区一模)如下图甲所示为某型号光敏变阻器的结构图,AB为一条长10cm、阻值为50Ω且阻值均匀的薄膜电阻,

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  • 解题思路:(1)当冰山高度下降时,接入电路中的光敏电阻阻值变大,电路电流变小,定值电阻R0电压变小,与之串联的光敏电阻电压变大,电压表示数变大.当光敏电阻电压为3V时,定值电阻的阻值最小,由欧姆定律求出定值电阻的最小值.

    (2)先求出冰山下降2cm时光敏电阻接入电路的电阻值,然后由欧姆定律I=[U/R]求出电路电流和电压表的示数.

    (3)光敏电阻AB总长为10cm,如果按小明的设计,则它的测量范围太小,所能测的冰山消融的高度太小,实际应用价值不大.

    (4)结合节约能源的措施和能用的利用进行分析解答.

    (1)由题意知,电源电压U不变.由图知当冰山高度下降时,接入电路中的光敏电阻阻值R变大,所以电路的总电阻R变大;

    由I=[U/R]知电路电流I变小,则R0的电压UR0=IR0变小,光敏电阻电压,即电压表示数UR=U-UR0变大.

    当激光照射在光敏电阻最下端,光敏电阻接入电路阻值R=50Ω时,电表示数最大;

    为不损毁电压表则最大电压为3V,此时电路电流I=

    UV

    R=[3V/50Ω]=0.06A,

    定值电阻的电压UR0=4.5V-3.0V=1.5V,

    由欧姆定律得定值电阻阻值R0=

    UR0

    I=[1.5V/0.06A]=25Ω.

    (2)当冰山下降2cm时,光敏电阻接入电路的阻值R'=[50Ω/10cm]×2cm=10Ω,

    此时电路电流I'=[U

    R′+R0=

    4.5V/10Ω+40Ω]=0.09A.

    此时电压表的示数UV′=I′R′=0.09A×10Ω=0.9V.

    (3)由题意知光敏电阻的长度为10cm,如果按小明的设计测冰山下降的高度,它能显示的冰山变化的高度太小,只有10cm.

    (4)建议:用清洁能源节约能源等.

    答:(1)闭合开关,当冰山高度下降时,电压表示数将变大;为了保护电压表,定值电阻R0的阻值至少为25Ω.

    (2)当冰山下降2cm时,电压表示数为为0.9V.

    (3)能显示冰山变化的高度太小,只有10cm.

    (4)用清洁能源节约能源等(合理即可)

    点评:

    本题考点: 欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用;有利于节约能源的措施.

    考点点评: 本题是一道应用性的创新题,难度较大.本题把课堂所学的电路分析、欧姆定律、电功率的公式用来解决现实问题,学以致用,符合新课标要求,是一道好题.