分析非線性電路元件 鞏固電路知識

黃曉旦

(江蘇省鎮江市伯先中學 212000)

電阻是初中物理電學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出現對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，所以對這些非線性電路元件做一個系統的復習非常有必要.

一、真題引入

(2017南京市中考題)如圖1所示，是一個照明系統模擬控制電路.已知電源電壓U=4.5V，定值電阻R1=5Ω，滑動變阻器R2上標有“25Ω 1A”的字樣，R3為光敏電阻，其阻值隨著光照強度的變化遵循某一規律，部分數據如下表所示(相同條件下，光越強，光照度越大.光照單位為勒克斯，符號為lx，白天光照強度大于3lx)，當R1兩端電壓低至0.5 V時，控制開關自動啟動照明系統(不考慮控制開關對虛線框內電路的影響).利用該裝置可以實現當光照度低至某一設定值E0時，照明系統內照明燈自動工作.

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

(1)標有“6V 3W”字樣的照明燈，正常工作時的電流為多大？

圖1

(2)閉合開關S，將滑片P移至b端，求E0為多少？

(3)要使E0=1.2lx，則R2接入電路的電阻應調為多大？若環境的光照度降至1.2lx時能保持5min不變，求這段時間內R2消耗的電能.

(4)本系統可調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，其電阻隨著光照強度的變化也不斷發生變化，從而將問題動態化，鍛煉了學生的思維能力.

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于光照比較敏感，電阻阻值的大小會隨著光照的強弱而改變.根據光敏電阻的阻值與光照強度的關系圖像，出題人往往會以此為背景，讓學生解決這類相關問題.通過中考真題的研究，學生對于光敏電阻有了比較深刻的了解，此時不妨再進行光敏電阻相關問題的練習，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，是通過實驗測得某光敏電阻的阻值隨光照強度的變化關系，光照強度的單位為坎德拉(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、以及一個電壓為6V的電源串聯到一個電路中.已知光照強度達到4.5cd時，電流表的讀數顯示為0.5A.請求出定值電阻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，所以對于熱敏電阻的研究也非常有必要.熱敏電阻是指對于溫度的變化比較敏感的電阻，隨著溫度的升高，電阻的阻值會不斷發生變化.

綜上所述，光敏電阻和熱敏電阻的電阻值都會隨著外部條件的變化而產生變化，對于這類問題的解決，重點在于仔細分析題目中所提供的表格以及函數圖像，從中發現對于解題所需要的關鍵性規律，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：

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

[2]李偉.熱敏電阻和光敏電阻[J].中學物理教學參考,2014(01).