问题标题:
【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】
问题描述:

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下表所示:

(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.
(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2.4V,此时,光敏电阻所在处的光强为多大?

(3)在上述电路中,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.

纪建军回答:
  (1)(2)电阻两端的电压U=U总﹣U0=6V﹣3.6V=2.4V光敏电阻的阻值R===6Ω查表可知,光强为E=6.0cd.(3)当E=2.0cd时,查表得R=18Ω.当R0=0Ω时,电路中的最大电流I===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:UR=U﹣U0=6V﹣3V=3V,电流I===A,滑动变阻器的最大阻值R0===18Ω.则R0≤18Ω.当E=4.5cd时,根据R=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===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:UR=U﹣U0=6V﹣3V=3V,电流I===A,滑动变阻器的最大阻值R0===8Ω,则滑动变阻器允许接入的阻值范围为2Ω~8Ω.
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