Question

12．圖甲是某生產(chǎn)流水線上的產(chǎn)品輸送及計(jì)數(shù)裝置示意圖．其中S為激光源，R_l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、b間接“示波器”（示波器的接入對(duì)電路無影響）．水平傳送帶勻速前進(jìn)，每當(dāng)傳送帶上的產(chǎn)品通過S與R_l之間時(shí)，射向光敏電阻的光線會(huì)被產(chǎn)品擋住．若傳送帶上的產(chǎn)品為均勻正方體，示波器顯示的電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示．己知計(jì)數(shù)器電路中電源兩極間的電壓恒為6V，保護(hù)電阻的阻值為400Ω．
（1）有光照射時(shí)光敏電阻R_l的阻值為200Ω，通過R₂的電流為0.01A．
（2）有光照射和無光照射時(shí)保護(hù)電阻R₂兩端的電壓之比為2：1．
（3）每分鐘通過S與R_l之間的產(chǎn)品個(gè)數(shù)為6000個(gè)．

Answer 1

分析 （1）由甲圖可知，兩電阻串聯(lián)，根據(jù)題意可知有光照射時(shí)光敏電阻R₁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(diǎn)可知R₁兩端電壓的變化；由圖象知R₁的電壓U₁=2V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)求出R₂的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流和求出R₁的電阻；
（2）R₁無激光照時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，由圖象可得R₁的電壓U₁′=4V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₂兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流和此時(shí)R₁的電阻，即可得出有光照射和無光照射時(shí)保護(hù)電阻R₂兩端的電壓之比和光敏電阻的阻值之比；
（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，可以求出平均每小時(shí)通過的產(chǎn)品個(gè)數(shù)．

解答 解：（1）由甲圖可知：R₁、R₂串聯(lián)，由光敏電阻有光照射時(shí)阻值較小可知，當(dāng)有光照射時(shí)，R₁的阻值變小，電路的總電阻變小，由I=$\frac{U}{R}$得，電路中的電流變大，R₂兩端的電壓變大；串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和，R₁兩端的電壓變小，即R₁兩端的電壓較低，由圖象知R₁的電壓U₁=2V，則U₂=U-U₁=6V-2V=4V，
電路中的電流：I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{4V}{400Ω}$=0.01A，
光敏電阻的阻值：R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{2V}{0.01A}$=200Ω；
（2）R₁無激光照時(shí)，由圖象可得U₁′=4V，U₂′=U-U₁′=6V-4V=2V，所以，有光照射和無光照射時(shí)保護(hù)電阻R₂兩端的電壓之比U₂：U₂′=4V：2V=2：1；
（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，則每1h通過S與R_l之間的產(chǎn)品個(gè)數(shù)：n=$\frac{3600s}{0.6s/個(gè)}$=6000個(gè)．
故答案為：（1）200；0.01；（2）2：1；（3）6000．

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和無光照時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻、電壓．