Question

16．如圖甲所示，S為一激光源，R₁為光敏電阻（有光照射時(shí)，阻值較��；無光照射時(shí)，阻值較大），R₂為定值保護(hù)電阻．a(chǎn)，b間接一“示波器”（示波器的接入不影響電路）．光敏電阻兩端的電壓隨時(shí)間變化的圖象，可由示波器顯示出來．水平傳送帶勻速前進(jìn)，每當(dāng)產(chǎn)品從傳送帶上通過S與R₁之間時(shí)，射向光敏電阻的光線會(huì)被產(chǎn)品擋住，若運(yùn)送正方體時(shí)，示波器顯示的電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示．已知計(jì)數(shù)器電路的電源電壓恒為6V，保護(hù)電阻R₂的阻值為40Ω，在0～0.4s內(nèi)光敏電阻的阻值及通過的電流R₁=20Ω、I₁=0.1A；在0.4～0.6s內(nèi)光敏電阻的阻值及通過的電流R₁′=80Ω、I₁′=0.05A；光敏電阻1h消耗的電能為720J．

Answer 1

分析 （1）由圖光敏電阻R₁與定值保護(hù)電阻R₂串聯(lián)，由圖象知0～0.4s光敏電阻兩端電壓，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算此時(shí)，光敏電阻的阻值及通過的電流；同理計(jì)算0.4～0.6s內(nèi)光敏電阻的阻值及通過的電流；
（2）從圖上可以看出，1小時(shí)之內(nèi)有$\frac{2}{3}$的時(shí)間有光照，$\frac{1}{3}$的時(shí)間沒有光照，然后根據(jù)電功公式W=UIt，分別求出兩種狀態(tài)下消耗的電能，從而計(jì)算總的消耗電能．

解答 解：
（1）由圖甲可知，光敏電阻R₁與定值保護(hù)電阻R₂串聯(lián)，由圖象知0～0.4s光敏電阻兩端電壓為2V，
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知此時(shí)R₂兩端的電壓：
U₂=U-U₁=6V-2V=4V，
由串聯(lián)電路電流特點(diǎn)和歐姆定律可得：
I₁=I₂=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{4V}{40Ω}$=0.1A，
所以：R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2V}{0.1A}$=20Ω；
同理：由圖象知0.4～0.6s光敏電阻兩端電壓為4V，
U₂′=U-U₁′=6V-4V=2V，
I₁′=I₂′=$\frac{{U}_{2}′}{{R}_{2}}$=$\frac{2V}{40Ω}$=0.05A，
R₁′=$\frac{{U}_{1}′}{{I}_{1}′}$=$\frac{4V}{0.05A}$=80Ω；
（2）由分析可知，1小時(shí)里有光照時(shí)消耗電能，
W₁=U₁I₁t₁=2V×0.1A×$\frac{2}{3}$×3600s=480J，
無光照時(shí)消耗電能：
W₁′=U₁′I₁′t₁′=4×0.05×$\frac{1}{3}$×3600s=240J，
所以：W總=W₁+W₁′=（480+240）J=720J．
故答案為：20；0.1；80；0.05；720．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律的靈活應(yīng)用．關(guān)鍵是根據(jù)歐姆定律結(jié)合光敏電阻隨光照的變化從圖象中得出有無光照對(duì)應(yīng)的電流和電壓．