下图是某小区利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图(白天利用太阳能电池板给蓄电池充电,夜里利用蓄电池给LED路灯供电).其中,R是光敏电阻,此光敏电阻的阻值R、流过线圈电流I与光照度E(单位勒克斯,符号lx)之间的几次实验数据如下表所示
| 光照度E/lx | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| 光敏电阻R/Ω | 60 | 30 | 20 | 15 | 12 | 10 |
| 线圈中电流I/mA | 21.4 | 27.3 | 30.0 | 31.6 | 32.6 | 33.3 |
(1)请你在图1中的坐标图描绘出将光敏电阻的阻值R与光照度E的变化关系曲线;
由表格中数据可知,光敏电阻的阻值R随光照度E的增强而________.
(2)傍晚,当光照度小于________lx(勒克斯)时,路灯开始工作.
(3)请用铅笔画线将图2中的电路原理图连接完整,使工作电路能正常工作(与触点的接线只能接在静触点上,图中已给出静触点E、F、G、H的四根引线;连线不能交叉).
(4)一只功率为6W的LED灯,通电后其发光亮度相当于30W的日光灯.某间教室有24盏30W的日光灯,每天平均使用2h,如果能用6W的LED灯进行照明,则一个月(按30天计算)可节约电能________kw?h.
试题答案
解:(1)由实验数据可知,光敏电阻的阻值R随光照度E的增强而减小;代入数值,描点连线,如图:
(2)由题知,当线圈A中的电流I≥30.0mA时,动触点D与静触点G、H接触;当线圈A中的电流I<30.0mA时,动触点D与静触点E、F接触,即当光照度小于15lx,路灯开始工作.
(3)电路图如右图所示:
(4)用LED灯消耗电能:
W=Pt=6×24×10-3kW×2h×30=8.64kW?h;
用日光灯消耗电能:
W′=P′t=30×24×10-3kW×2h×30=43.2kW?h;
可节约电能△W=W′-W=43.2kW?h-8.64kW?h=34.56kW?h.
故答案为:(1)减少
(2)15
(4)34.56
试题解析
(1)分析表格中数据得出光敏电阻的阻值与光照度的关系.
(2)由表格数据知,当线圈A中的电流I<30.0mA时(光照度小于15lx),动触点D与静触点E、F接触,路灯开始工作.
(3)白天充电(动触点D与静触点G、H接触)、夜晚供电(动触点D与静触点E、F接触),据此连接电路.
(4)用公式W=Pt分别计算两种灯消耗的电能进行比较.
点评:本题考查了学生对实验数据的分析、消耗电能(电功)的计算、电磁铁的使用、LED灯的节能、能量的转化,知识点多、复杂,属于难题.
