Question

如圖甲所示是某生產(chǎn)流水線上的產(chǎn)品輸送及計數(shù)裝置示意圖．其中S為一激光源，R1為光敏電阻（有光照射時，阻值較��；無光照射時，阻值較大），光線與傳送帶垂直，水平傳送帶勻速前進，每當產(chǎn)品從傳送帶上通過S與R₁之間時，射向光敏電阻的光線會被產(chǎn)品擋�。�若運送邊長為0.1m，質(zhì)量為0.6kg的均勻正方體產(chǎn)品時，R₁兩端電壓隨時間變化的圖象如圖（乙）所示．
求：（1）光被產(chǎn)品擋住時，R₁兩段電壓較高還是較低？
（2）產(chǎn)品對傳送帶的壓強多大．（g取10N/㎏）
（3）傳動帶的運動速度是多大？
（4）已知計數(shù)器電路的電壓為電源電壓恒為6伏，保護電阻R₂的阻值為40歐．求無光照射時光敏電阻的阻值．

Answer 1

解：（1）由甲圖可知：R₁、R₂串聯(lián)，
由光敏電阻無光照射時阻值較大可知，當光被產(chǎn)品擋住時，R₁的阻值變大，電路的總電阻變大；
根據(jù)I=可知，電路中的電流變小；
根據(jù)U=IR可知，R₂兩端的電壓變��；
根據(jù)串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和可知，R₁兩端的電壓變大，即R₁兩端的電壓較高．
（2）產(chǎn)品對傳送帶的壓力：
F=mg=0.6kg×10N/kg=6N，
受力面積：
s=L²=（0.1m）²=0.01m²，
產(chǎn)品對傳送帶的壓強：
p===600Pa．
（3）由圖乙可知，一個產(chǎn)品經(jīng)過激光的時間是0.2s，
一個產(chǎn)品經(jīng)過激光的速度：
v===0.5m/s，
∵水平傳送帶勻速前進，
∴傳動帶的運動速度為0.5m/s．
（4）由（1）和圖乙可知，無光照時U₁=4V，則
U₂=U-U₁=6V-4V=2V，
電路中的電流：
I===0.05A，
光敏電阻的阻值：
R₁===80Ω．
答：（1）光被產(chǎn)品擋住時，R₁兩端的電壓較高；
（2）產(chǎn)品對傳送帶的壓強為600Pa；
（3）傳動帶的運動速度是0.5m/s；
（4）無光照射時光敏電阻的阻值為80Ω．
分析：（1）由甲圖可知，兩電阻串聯(lián)，根據(jù)題意可知光被產(chǎn)品擋住時光敏電阻阻值的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和定值電阻兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知R₁兩端電壓的變化；
（2）產(chǎn)品對傳送帶的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，然后根據(jù)正方體的面積公式求出受力面積，最后根據(jù)p=求出壓強的大��；
（3）由乙圖可知，一個產(chǎn)品經(jīng)過激光的時間，運動的距離為一個產(chǎn)品的邊長，根據(jù)v=求出產(chǎn)品經(jīng)過的速度即為傳動帶的運動速度；
（4）由（1）的分析結合圖乙可知，無光照射時光敏電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出保護電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，進一步根據(jù)歐姆定律求出無光照射時光敏電阻的阻值．
點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用以及壓力、壓強、速度、電阻的計算；關鍵：一是根據(jù)題意得出光被產(chǎn)品擋住時光敏電阻阻值的變化、兩端電壓的變化，二是根據(jù)乙圖象得出一個產(chǎn)品經(jīng)過激光的時間和讀出無光照射時光敏電阻兩端的電壓．