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50 Ω）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．

Answer 1

（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===6 Ω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：U_R=U﹣U₀=6V﹣3V=3V，
电流I===A，滑动变阻器的最大阻值R₀===18Ω．
则R0≤18 Ω．当E=4.5cd时，根据R=得R=8 Ω，
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：U_R=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．