分析非線性電路元件 鞏固電路知識(shí)

黃曉旦

(江蘇省鎮(zhèn)江市伯先中學(xué) 212000)

電阻是初中物理電學(xué)問題中的一種重要電路元件，在近幾年的中考中，出題者已經(jīng)不僅僅滿足于線性電阻的考查.為了增加試題的新穎程度以及試題的含金量，更多的電路問題中會(huì)出現(xiàn)對(duì)于非線性電路元件的考查，而光敏電阻以及熱敏電阻就是其中的重要代表，所以對(duì)這些非線性電路元件做一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)習(xí)非常有必要.

一、真題引入

(2017南京市中考題)如圖1所示，是一個(gè)照明系統(tǒng)模擬控制電路.已知電源電壓U=4.5V，定值電阻R1=5Ω，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“25Ω 1A”的字樣，R3為光敏電阻，其阻值隨著光照強(qiáng)度的變化遵循某一規(guī)律，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示(相同條件下，光越強(qiáng)，光照度越大.光照單位為勒克斯，符號(hào)為lx，白天光照強(qiáng)度大于3lx)，當(dāng)R1兩端電壓低至0.5 V時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)(不考慮控制開關(guān)對(duì)虛線框內(nèi)電路的影響).利用該裝置可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)光照度低至某一設(shè)定值E0時(shí)，照明系統(tǒng)內(nèi)照明燈自動(dòng)工作.

光照度E/lx0.511.522.53光敏電阻R3阻值/Ω603020151210

(1)標(biāo)有“6V 3W”字樣的照明燈，正常工作時(shí)的電流為多大？

圖1

(2)閉合開關(guān)S，將滑片P移至b端，求E0為多少？

(3)要使E0=1.2lx，則R2接入電路的電阻應(yīng)調(diào)為多大？若環(huán)境的光照度降至1.2lx時(shí)能保持5min不變，求這段時(shí)間內(nèi)R2消耗的電能.

(4)本系統(tǒng)可調(diào)E0的最小值是____lx.

本題的新穎之處在于光敏電阻的引入，通過光敏電阻的引入，提高了題目的物理層次，不同于定值電阻的確定性，由于光敏電阻的不確定性，其電阻隨著光照強(qiáng)度的變化也不斷發(fā)生變化，從而將問題動(dòng)態(tài)化，鍛煉了學(xué)生的思維能力.

二、趁熱打鐵——光敏電阻再分析

光敏電阻，顧名思義就是電阻對(duì)于光照比較敏感，電阻阻值的大小會(huì)隨著光照的強(qiáng)弱而改變.根據(jù)光敏電阻的阻值與光照強(qiáng)度的關(guān)系圖像，出題人往往會(huì)以此為背景，讓學(xué)生解決這類相關(guān)問題.通過中考真題的研究，學(xué)生對(duì)于光敏電阻有了比較深刻的了解，此時(shí)不妨再進(jìn)行光敏電阻相關(guān)問題的練習(xí)，以期更好的理解光敏電阻.

圖2

(2017年蘇州市中考模擬題)如圖2所示，是通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得某光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的變化關(guān)系，光照強(qiáng)度的單位為坎德拉(cd)，光敏電阻的單位為歐姆(Ω).將光敏電阻R、定值電阻R0、電流表、以及一個(gè)電壓為6V的電源串聯(lián)到一個(gè)電路中.已知光照強(qiáng)度達(dá)到4.5cd時(shí)，電流表的讀數(shù)顯示為0.5A.請(qǐng)求出定值電阻R0阻值的大小.

三、觸類旁通——了解熱敏電阻

同樣是阻值隨周圍環(huán)境的變化而變化，熱敏電阻與光敏電阻有許多相似之處，而熱敏電阻在中考中的考查也比較常見，所以對(duì)于熱敏電阻的研究也非常有必要.熱敏電阻是指對(duì)于溫度的變化比較敏感的電阻，隨著溫度的升高，電阻的阻值會(huì)不斷發(fā)生變化.

綜上所述，光敏電阻和熱敏電阻的電阻值都會(huì)隨著外部條件的變化而產(chǎn)生變化，對(duì)于這類問題的解決，重點(diǎn)在于仔細(xì)分析題目中所提供的表格以及函數(shù)圖像，從中發(fā)現(xiàn)對(duì)于解題所需要的關(guān)鍵性規(guī)律，只有抓住問題的根本，才能夠事半功倍的解決問題.

參考文獻(xiàn)：

[1]劉瑞祥.例析光控電阻形成的自動(dòng)控制[J].中學(xué)物理,2016(08).

[2]李偉.熱敏電阻和光敏電阻[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2014(01).