Question

某工廠產(chǎn)品計(jì)數(shù)裝置的示意圖如圖甲所示．P為激光源，R₁為光敏電阻（有光照射時(shí)，阻值變�。�，a、b兩端接“示波器”（示波器對電路無影響），定值電阻R₂為400Ω，電源電壓為6V．水平傳送帶勻速運(yùn)動，每當(dāng)傳送帶上的產(chǎn)品通過激光束時(shí)，激光束會被產(chǎn)品擋住，示波器熒光屏上顯示的R₁兩端電壓與時(shí)間的關(guān)系圖象如圖乙所示．試求：
（1）激光照射R₁時(shí)，R₁的阻值是多少？
（2）激光被產(chǎn)品擋住時(shí)，R₁、R₂消耗的總功率是多少？
（3）從0時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過1min，傳送帶上通過計(jì)數(shù)裝置的產(chǎn)品是多少個(gè)？

Answer 1

解：（1）R₁與R₂串聯(lián)．有激光照R₁時(shí)，由圖象可得U₁=2V，
U₂=U-U₁=6V-2V=4V，
I===0.01A，
R₁===200Ω．
（2）R₁無激光照時(shí)，由圖象可得U₁′=4V，
U₂′=U-U₁′=6V-4V=2V，
I′===0.005A，
P=UI′=6V×0.005A=0.03W．
（3）由圖象可知：每經(jīng)過0.6s，就有一個(gè)產(chǎn)品通過計(jì)數(shù)裝置．
n==100個(gè)．
答：（1）激光照射R_l時(shí)，R_l的阻值是200Ω．
（2）激光被產(chǎn)品擋住時(shí)，R_l、R₂消耗的總功率是0.03W．
（3）從0時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過1min，傳送帶上通過計(jì)數(shù)裝置的產(chǎn)品是100個(gè)．
分析：有激光照射和無激光照射，R₁與R₂串聯(lián)．
（1）有激光照R₁時(shí)，由圖象知R₁的電壓U₁=2V，求出R₂的電壓，又知道電阻，根據(jù)歐姆定律，求出R₂的電流，根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等，知道R₁的電壓和電流，可以求出R₁的電阻．
（2）R₁無激光照時(shí)，由圖象可得U₁′=4V，求出R₂的電壓，又知道R₂的電阻，根據(jù)歐姆定律，求出電路的電流，根據(jù)P=UI求出電功率．
（3）由圖象可知：每經(jīng)過0.6s，就有一個(gè)產(chǎn)品通過計(jì)數(shù)裝置，可以求出1min通過的產(chǎn)品個(gè)數(shù)．
點(diǎn)評：本題考查了串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)、電壓特點(diǎn)、功率特點(diǎn)、歐姆定律等幾個(gè)重要知識點(diǎn)．
注意本題光敏電阻隨光照而變化，能通過圖象觀察光敏電阻兩端的電壓變化．
本題體現(xiàn)了物理在生產(chǎn)中的重要應(yīng)用．