Question

某工厂产品计数装置的示意图如图甲所示．P为激光源，R₁为光敏电阻（有光照射时，阻值变小），a、b两端接“示波器”（示波器对电路无影响），定值电阻R₂为400Ω，电源电压为6V．水平传送带匀速运动，每当传送带上的产品通过激光束时，激光束会被产品挡住，示波器荧光屏上显示的R₁两端电压与时间的关系图象如图乙所示．试求：
（1）激光照射R₁时，R₁的阻值是多少？
（2）激光被产品挡住时，R₁、R₂消耗的总功率是多少？
（3）从0时开始计时，经过1min，传送带上通过计数装置的产品是多少个？

Answer 1

解：（1）R₁与R₂串联．有激光照R₁时，由图象可得U₁=2V，
U₂=U-U₁=6V-2V=4V，
I===0.01A，
R₁===200Ω．
（2）R₁无激光照时，由图象可得U₁′=4V，
U₂′=U-U₁′=6V-4V=2V，
I′===0.005A，
P=UI′=6V×0.005A=0.03W．
（3）由图象可知：每经过0.6s，就有一个产品通过计数装置．
n==100个．
答：（1）激光照射R_l时，R_l的阻值是200Ω．
（2）激光被产品挡住时，R_l、R₂消耗的总功率是0.03W．
（3）从0时开始计时，经过1min，传送带上通过计数装置的产品是100个．
分析：有激光照射和无激光照射，R₁与R₂串联．
（1）有激光照R₁时，由图象知R₁的电压U₁=2V，求出R₂的电压，又知道电阻，根据欧姆定律，求出R₂的电流，根据串联电路电流处处相等，知道R₁的电压和电流，可以求出R₁的电阻．
（2）R₁无激光照时，由图象可得U₁′=4V，求出R₂的电压，又知道R₂的电阻，根据欧姆定律，求出电路的电流，根据P=UI求出电功率．
（3）由图象可知：每经过0.6s，就有一个产品通过计数装置，可以求出1min通过的产品个数．
点评：本题考查了串联电路的电流特点、电压特点、功率特点、欧姆定律等几个重要知识点．
注意本题光敏电阻随光照而变化，能通过图象观察光敏电阻两端的电压变化．
本题体现了物理在生产中的重要应用．