Question

6．光敏電阻的特點(diǎn)是有光照射它時(shí)阻值變�。�如圖1所示是某小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計(jì)的行人監(jiān)控裝置，光源射出的遠(yuǎn)紅外激光束穿過通道照射到光敏電阻R_T上，當(dāng)有人通過時(shí)，人體將阻擋激光光線的射入．電源電壓恒定為12V，R_T為光敏電阻，定值電阻R₀=10Ω，若在0～12s的時(shí)間內(nèi)有兩人分別經(jīng)過通道，每次通過時(shí)間為1s，AB間電壓變化規(guī)律如圖2所示．

（1）當(dāng)有人經(jīng)過通道時(shí)，AB間的電壓變�。ㄗ兇�/變小/不變）．
（2）當(dāng)有人通過（光敏電阻在無激光照射）時(shí)，光敏電阻的阻值R_T=30Ω．
（3）在0～12s的時(shí)間內(nèi)電路消耗的電能為79.2J．

Answer 1

分析 （1）由圖象可知，當(dāng)有人經(jīng)過通道時(shí)AB間的電壓變化；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出當(dāng)有人通過時(shí)光敏電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，然后再根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)光敏電阻的阻值；
（3）在0～12s的時(shí)間內(nèi)，有人通過時(shí)的時(shí)間為2s，根據(jù)W=UIt求出電路消耗的電能；根據(jù)圖象可知無人通過時(shí)R₀兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，總時(shí)間減去有人通過時(shí)的時(shí)間即為無人通過時(shí)的時(shí)間，利用W=UIt求出此時(shí)電路消耗的電能，兩次電路消耗的電能之和即為在0～12s的時(shí)間內(nèi)電路消耗的電能．

解答 解：（1）在0～12s的時(shí)間內(nèi)有兩人分別經(jīng)過通道，每次通過時(shí)間為1s，
由圖象可知，3s～4s和10s～11s間有人通過，對(duì)應(yīng)的電壓3V較小，
即當(dāng)有人經(jīng)過通道時(shí)，AB間的電壓變小；
（2）當(dāng)有人通過時(shí)，R₀兩端的電壓U₀=3V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，光敏電阻兩端的電壓：
U_T=U-U₀=12V-3V=9V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I₁=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
此時(shí)光敏電阻的阻值：
R_T=$\frac{{U}_{T}}{{I}_{1}}$=$\frac{9V}{0.3A}$=30Ω；
（3）在0～12s的時(shí)間內(nèi)，有人通過時(shí)電路消耗的電能：
W₁=UI₁t₁=12V×0.3A×2s=7.2J；
由圖象可知，無人通過時(shí)R₀兩端的電壓U₀′=6V，
此時(shí)電路中的電流：
I₂=$\frac{{U}_{0}′}{{R}_{0}}$=$\frac{6V}{10Ω}$=0.6A，
在0～12s的時(shí)間內(nèi)，無人通過的時(shí)間：
t₂=t-t₁=12s-2s=10s，
此時(shí)電路消耗的電能：
W₂=UI₂t₂=12V×0.6A×10s=72J，
在0～12s的時(shí)間內(nèi)電路消耗的電能：
W=W₁+W₂=7.2J+72J=79.2J．
故答案為：（1）變��；（2）30；（3）79.2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，從圖象中讀出有人和無人通過時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓與時(shí)間是關(guān)鍵．