有一种半导体材料的电阻值随着光照射强度的变化而明显改变，用这种材料制作的电阻称为光敏电阻．物理学上用“光强”这个物理量来表示光强弱的程度，符号为E，国际单位为坎德拉（cd

Question

有一种半导体材料的电阻值随着光照射强度的变化而明显改变，用这种材料制作的电阻称为光敏电阻．物理学上用“光强”这个物理量来表示光强弱的程度，符号为E，国际单位为坎德拉（cd），某光敏电阻的阻值R与光强E之间的一组实验数据如表：

实验次数	1	2	3	4	5	6
光强E/cd	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0
光敏电阻R/Ω	36.0	18.0	12.0		7.2	6.0

（1）分析上表数据，根据光敏电阻的阻值R随光强E变化的规律，填写表格空格处的电阻，并归纳出光敏电阻的阻值R随光强E变化的关系式为R=______Ω．

（2）小明将该光敏电阻R、电流表（量程为0～0.6A）、电压表（量程为0～3V）、开关、滑动变阻器R．（最大阻值为50Ω）和电压恒为6V的电源组成如图1所示的电路，闭合开关，调节滑动变阻器使电流表的示数为0.4A时，电压表的示数为3.6V，此时，光敏电阻所在处的光强为多大？滑动变阻器在5分钟时间产生的热量是多少？
（3）在图1电路中，随着电阻的变化，电流可能会超过电流表的量程，滑动变阻器两端的电压可能会超过电压表的量程．若光敏电阻处的光强在2.0cd至4.5cd范围内，为保证不超过电表量程，求出滑动变阻器允许连入电路的阻值范围．
（4）若用光敏电阻制作成如图2的电磁继电器来控制路灯L，要求当光照减弱到一定光强时，电磁继电器能接通路灯L，则路灯L所在电路的M、N触点应安装在衔铁的______（上、下）方．

Answer 1

（1）分析表中的6组数据，发现每一组的光强与电阻的乘积是一定的，都是36，所以电阻R与光强E的关系式为：R=(36)/(E)；
第四次，光强是4.0cd，那么光敏电阻的阻值是9.0Ω．
（2）光敏电阻两端电压：U_R=U-U₀=6V-3.6V=2.4V，
光敏电阻的阻值：R=(UR)/(I)=(2.4V)/(0.4A)=6Ω．
查表知，光强为E=6.0cd．
（3）当E=2.0cd时，查表得 R=18Ω． 当R₀=OΩ时，电路中的最大电流I=(U)/(R)=(6V)/(18Ω)=0.3A，
电流表不会超过量程．
为保护电压表，R0两端的最大电压为3V，由串联电路电压规律得：U_R=U-U₀=6V-3V=3V，
电流I=(UR)/(R)=(3V)/(18Ω)=(1)/(6)A，滑动变阻器的最大阻值R₀=(U0)/(I)=(3V)/((1)/(6)A)=18Ω．
则R₀≤18Ω．
当E=4.5cd时，根据R=(36)/(E)可得：R=8Ω，
为了保护电流表，电路中的最大电流为0.6A，
最小总电阻R_总=(U)/(I)=(6V)/(0.6A)=10Ω，则R₀的最小阻值是10Ω-8Ω=2Ω，
为了保护电压表，R₀两端的最大电压为3V，由串联电路电压规律得：U_R=U-U₀=6V-3V=3V，
电流I=(UR)/(R)=(3V)/(8Ω)=(3)/(8)A，滑动变阻器的最大阻值R₀=(U0)/(I)=(3V)/((3)/(8)A)=8Ω，
则滑动变阻器允许接入的阻值范围为 2Ω～8Ω．
答：滑动变阻器允许接入的阻值范围为 2Ω～8Ω．
（4）晚上当光强减弱时，光敏电阻的阻值会变大，此时低压控制电路的电流会减小，电磁铁磁性减弱，
不再吸引衔铁，为了能使工作电路接通，所以M、N触点应安装在衔铁的上方．
故答案为：（1）9.0；R=36/E；（2）6cd；4320J；（3）2Ω-8Ω；（4）上．