分析非线性电路元件 巩固电路知识

黄晓旦

(江苏省镇江市伯先中学 212000)

电阻是初中物理电学问题中的一种重要电路元件，在近几年的中考中，出题者已经不仅仅满足于线性电阻的考查.为了增加试题的新颖程度以及试题的含金量，更多的电路问题中会出现对于非线性电路元件的考查，而光敏电阻以及热敏电阻就是其中的重要代表，所以对这些非线性电路元件做一个系统的复习非常有必要.

一、真题引入

(2017南京市中考题)如图1所示，是一个照明系统模拟控制电路.已知电源电压U=4.5V，定值电阻R1=5Ω，滑动变阻器R2上标有“25Ω 1A”的字样，R3为光敏电阻，其阻值随着光照强度的变化遵循某一规律，部分数据如下表所示(相同条件下，光越强，光照度越大.光照单位为勒克斯，符号为lx，白天光照强度大于3lx)，当R1两端电压低至0.5 V时，控制开关自动启动照明系统(不考虑控制开关对虚线框内电路的影响).利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时，照明系统内照明灯自动工作.

光照度E/lx0.511.522.53光敏电阻R3阻值/Ω603020151210

(1)标有“6V 3W”字样的照明灯，正常工作时的电流为多大？

图1

(2)闭合开关S，将滑片P移至b端，求E0为多少？

(3)要使E0=1.2lx，则R2接入电路的电阻应调为多大？若环境的光照度降至1.2lx时能保持5min不变，求这段时间内R2消耗的电能.

(4)本系统可调E0的最小值是____lx.

本题的新颖之处在于光敏电阻的引入，通过光敏电阻的引入，提高了题目的物理层次，不同于定值电阻的确定性，由于光敏电阻的不确定性，其电阻随着光照强度的变化也不断发生变化，从而将问题动态化，锻炼了学生的思维能力.

二、趁热打铁——光敏电阻再分析

光敏电阻，顾名思义就是电阻对于光照比较敏感，电阻阻值的大小会随着光照的强弱而改变.根据光敏电阻的阻值与光照强度的关系图像，出题人往往会以此为背景，让学生解决这类相关问题.通过中考真题的研究，学生对于光敏电阻有了比较深刻的了解，此时不妨再进行光敏电阻相关问题的练习，以期更好的理解光敏电阻.

图2

(2017年苏州市中考模拟题)如图2所示，是通过实验测得某光敏电阻的阻值随光照强度的变化关系，光照强度的单位为坎德拉(cd)，光敏电阻的单位为欧姆(Ω).将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、以及一个电压为6V的电源串联到一个电路中.已知光照强度达到4.5cd时，电流表的读数显示为0.5A.请求出定值电阻R0阻值的大小.

三、触类旁通——了解热敏电阻

同样是阻值随周围环境的变化而变化，热敏电阻与光敏电阻有许多相似之处，而热敏电阻在中考中的考查也比较常见，所以对于热敏电阻的研究也非常有必要.热敏电阻是指对于温度的变化比较敏感的电阻，随着温度的升高，电阻的阻值会不断发生变化.

综上所述，光敏电阻和热敏电阻的电阻值都会随着外部条件的变化而产生变化，对于这类问题的解决，重点在于仔细分析题目中所提供的表格以及函数图像，从中发现对于解题所需要的关键性规律，只有抓住问题的根本，才能够事半功倍的解决问题.

参考文献：

[1]刘瑞祥.例析光控电阻形成的自动控制[J].中学物理,2016(08).

[2]李伟.热敏电阻和光敏电阻[J].中学物理教学参考,2014(01).