Question

如圖甲是某工廠生產(chǎn)流水線產(chǎn)品輸送計(jì)數(shù)裝置示意圖（俯視圖），立方體產(chǎn)品在水平傳送帶上與傳送帶共同以v =1m/s的速度勻速前進(jìn)，產(chǎn)品的質(zhì)量m =0.8kg 。計(jì)數(shù)器由電流表和電路計(jì)數(shù)元件組成（電流表和計(jì)數(shù)元件的電阻不計(jì)），通過(guò)電路中電流的變化計(jì)數(shù)產(chǎn)品，a為激光源，R₁為光敏電阻，R₂為保護(hù)電阻。當(dāng)激光射向R₁時(shí)，R₁阻值變小，每當(dāng)產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)通過(guò)a與R₁之間時(shí)，射向R₁的光線會(huì)被產(chǎn)品擋住，R₁阻值變大。閉合開(kāi)關(guān)，電路中計(jì)數(shù)器中電流的示數(shù)I隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示。（g取10N/kg）

（1）不計(jì)空氣阻力，求傳送帶勻速運(yùn)送產(chǎn)品過(guò)程中對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品的作用力大小和方向。

（2）求每個(gè)產(chǎn)品的邊長(zhǎng)L₁和產(chǎn)品的間隔L₂。每個(gè)產(chǎn)品對(duì)傳送帶的壓強(qiáng)大小。

（3）已知電源電壓U=3V, R₂ =1kΩ,求傳送帶運(yùn)輸產(chǎn)品過(guò)程中1min內(nèi)光敏電阻R₁消耗的電能。

Answer 1

解：（1）F=G=mg=0.8kg×10N/kg=8 N；豎直向上-----（1分）

（2）L₁=v t₁=1m/s×0.1s=0.1m----------------（1分）

L₂= v t₂ =1m/s×0.2s=0.2m------------------（1分）

F_壓  = G=mg=0.8kg×10N/kg=8 N

P= F_壓 /S=8 N/0.01m²=800p_a---------------------（1分）

（3）在0～0.2s內(nèi)，I₁=2×10^-3A

U₂=I₁R₂=2×10^-3A×10³Ω=2V

U₁=U-U₂=3V-2V=1V--------------------------（1分）

W₁=I₁U1t₁=2×10^-3A×1V×0.2s=4×10^-4J---------（1分）

在0.2s～0.3s內(nèi)，I₂=1×10^-3A

U₃= I₂R₂=1×10^-3A×10³Ω=1V

U₄=U-U₃=3V-1V=2V--------------------------（1分）

W₂=I₁U₄t₂=1×10^-3A×2V×0.1s=2×10^-4J------------（1分）

在1min內(nèi)，W=60s (W1+W2) /0.3s =200×（4×10^-4J+2×10^-4J）=0.12J--（2分）