Question

【題目】如圖甲是某工廠生產(chǎn)流水線產(chǎn)品輸送計(jì)數(shù)裝置示意圖(俯視圖),立方體產(chǎn)品在水平傳送帶上與傳送帶共同以v=1 m/s的速度勻速前進(jìn),產(chǎn)品的質(zhì)量m=0.8 kg.計(jì)數(shù)器由電流表和電路計(jì)數(shù)元件組成(電流表和計(jì)數(shù)元件的電阻不計(jì)),通過電路中電流的變化計(jì)數(shù)產(chǎn)品,a為激光源,R1為光敏電阻,R2為保護(hù)電阻.當(dāng)激光射向R1時(shí),R1阻值變小,每當(dāng)產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)通過a與R1之間時(shí),射向R1的光線會(huì)被產(chǎn)品擋住,R1阻值變大.閉合開關(guān),電路中計(jì)數(shù)器中電流的示數(shù)I隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示.(g取10 N/kg)

(1)不計(jì)空氣阻力,傳送帶水平勻速運(yùn)送產(chǎn)品過程中對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品是否施加摩擦力?答:_____(選填“有”或“沒有”).

(2)每個(gè)產(chǎn)品的邊長是______m,每個(gè)產(chǎn)品對(duì)傳送帶的壓強(qiáng)大小為________Pa.

(3)已知電源電壓U=3 V,R2 =1 kΩ,則有光照射在R1上時(shí),R1的電阻值是_____Ω;無光照射在R1上時(shí),R1的電阻值是___________Ω.

(4)若上述條件不變,傳送帶運(yùn)輸產(chǎn)品過程中1 min內(nèi)光敏電阻R1消耗的電能是________J.

Answer 1

【答案】 沒有 0.1 800 500 2000 0.12

【解析】（1）立方體產(chǎn)品在水平傳送帶上與傳送帶共同以v=1 m/s的速度勻速前進(jìn)，沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，沒有受摩擦力。

（2）由題，每當(dāng)產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)通過a與R1之間時(shí)，射向R1的光線會(huì)被產(chǎn)品擋住，阻值變大，根據(jù)歐姆定律可知，電路中電流變小，由圖乙可知，產(chǎn)品擋住光線時(shí)間t=0.1s，因此產(chǎn)品的邊長

L=vt=1m/s×0.1s=0.1m，

每個(gè)產(chǎn)品對(duì)傳送帶的壓力F=G=mg=0.8kg×10N/kg=8N，

所以，每個(gè)產(chǎn)品對(duì)傳送帶的壓強(qiáng)大小為

（3）①由圖乙可知，若光照射在R1上時(shí)，R1阻值變小，電路中電流I大=2mA，

根據(jù)歐姆定律可得，

由串聯(lián)電路的電阻關(guān)系可得，R1=R總-R2=1500Ω-1kΩ=500Ω；

②無光照射在R1上時(shí)，R1阻值變大，電路中電流I小=1mA，

根據(jù)歐姆定律可得，

由串聯(lián)電路的電阻關(guān)系可得，R1=R總-R2=3000Ω-1kΩ=2000Ω；

（4）由圖乙可知，在0~0.2s內(nèi)，電路中的電流I大=2×10-3A，則R2兩端的電壓

U2=I大R2=2×10-3A×103Ω=2V，

根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系，光敏電阻R1兩端的電壓U1=U-U2=3V-2V=1V，

光敏電阻R1消耗的電能W1=U1I大t1=1V×2×10-3A×0.2s=4×10-4J；

在0.2s~0.3s內(nèi)，電路中的電流I小=1×10-3A，

則R2兩端的電壓

U2’=I小R2=1×10-3A×103Ω=1V，

根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系，光敏電阻R1兩端的電壓U1’=U-U2’=3V-1V=2V，

光敏電阻R1消耗的電能W2=U1’I小t1=2V×1×10-3A×0.1s=2×10-4J；

在1min內(nèi)，光敏電阻R1消耗的電能

答：（1）傳送帶水平勻速運(yùn)送產(chǎn)品過程中對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品沒有施加摩擦力；（2）每個(gè)產(chǎn)品的邊長是0.1m，每個(gè)產(chǎn)品對(duì)傳送帶的壓強(qiáng)大小為800Pa；（3）有光照射在R1上時(shí),R1的電阻值是500Ω，無光照射在R1上時(shí),R1的電阻值是2000Ω；（4）1 min內(nèi)光敏電阻R1消耗的電能是0.12J；