Question

為了節能和環保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統．光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發生變化的元件(照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為lx)．某光敏電阻Rp在不同照度下的阻值如下表所示：

(1)根據表中數據，請在給定的坐標系(如圖所示)中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點；

(2)如圖所示，當1、2兩端所加電壓上升至2 V時，控制開關自動啟動照明系統，請利用下列器材設計一個簡單電路．給1、2兩端提供電壓，要求當天色漸暗，照度降低至1.0 lx時啟動照明系統，在虛線框內完成電路原理圖．(不考慮控制開關對所設計電路的影響)

提供的器材如下：電源E(電動勢3 V，內阻不計)；光敏電阻R_p，定值電阻R₁＝10 kΩ，R₂＝20 kΩ，R₃＝40 kΩ(限選其中之一并在圖中標出)開關S及導線若干．

Answer 1

答案：
解析：

　　講析：(1)光敏電阻的阻值隨光照變化的曲線如圖所示．特點：光敏電阻的阻值隨光照強度的增大非線性減小；

　　(2)設計功能電路，根據設計要求，當1、2兩端所加電壓上升至2 V時，控制開關自動啟動照明系統．給1、2兩端提供電壓，當天色漸暗照度降低至1.0 lx時啟動照明系統，即此時光敏電阻阻值為20 kΩ，兩端電壓為2 V．

　　結合供電電路，設計保護電路，由于電源電動勢為3 V，所以應加上一個分壓電阻，分壓電阻阻值為10 kΩ，即選用R₁．

　　最后畫出電路圖如圖所示，分析電路功能．

　　點評：光電傳感器是指將光信號轉換為電信號的一類傳感器，一般以光敏電阻為主要元件，因為光敏電阻阻值隨光照增強而減小，將光敏電阻連接到電路中時，光照改變就會引起電路中其他電學量的改變，從而將光信號轉換為電信號．本題將電路的設計、電路分析與傳感器的應用拓展組合在一起，通過一個題目對電學實驗的相關能力進行多點考查．