Question

圖甲所示是某工廠的水平傳送帶上產(chǎn)品運輸及計數(shù)器的示意圖．S為激光光源，能連續(xù)發(fā)射粗細忽略不計的激光束；R為光敏電阻，當有光照射時，其阻值較小，無激光照射時，其阻值較大．每當水平傳送帶上的產(chǎn)品和傳送帶一起勻速通過S與R之間時，射向光敏電阻的激光被產(chǎn)品擋住，通過電壓表測出光敏電阻R兩端電壓隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示．已知計數(shù)器的電源電壓為3V，保護電阻R₀=200Ω．若水平傳送帶上的產(chǎn)品均是邊長a=0.1m、質(zhì)量m=2.5kg的實心正方體，求：
（1）產(chǎn)品的密度；
（2）產(chǎn)品對傳送帶的壓強；
（3）傳送帶傳輸產(chǎn)品的速度；
（4）計數(shù)器工作1min，光敏電阻R在有激光照射時消耗的電能．

Answer 1

解：（1）產(chǎn)品的密度ρ===2.5×10³kg/m³；
（2）產(chǎn)品對水平傳送帶的壓力F=mg=2.5kg×10N/kg=25N，
產(chǎn)品對傳送帶的壓強p===2500Pa；
（3）由圖乙所示圖象可知，擋光時間t=0.2s，
傳送帶的速度v===0.5m/s；
（4）由激光照射時，光敏電阻電壓U_R=1V，
保護電阻電壓U_R0=U-U_R=3V-1V=2V，
電路電流I===0.01A，
由圖乙所示圖象可知，1min內(nèi)有激光照射的時間
t=×0.4s=40s，則1min內(nèi)有激光照射時，
光敏電阻消耗的電能W=U_RIt=1V×0.01A×40s=0.4J；
答：（1）產(chǎn)品的密度為2.5×10³kg/m³；
（2）產(chǎn)品對傳送帶的壓強是2500Pa；
（3）傳送帶傳輸產(chǎn)品的速度是0.5m/s；
（4）計數(shù)器工作1min，光敏電阻R在有激光照射時消耗的電能為0.4J．
分析：（1）已知正方體的邊長，可以求出它的體積，由密度公式可以求出產(chǎn)品的密度．
（2）求出產(chǎn)品對水平傳送的壓力，然后由壓強公式求出產(chǎn)品對傳送帶的壓強．
（3）由圖乙所示圖象求出，產(chǎn)品的擋光時間，然后由速度公式求出傳送帶的速度．
（4）由串聯(lián)電路特點求出由激光照射時保護電阻兩端電壓，由歐姆定律求出電路電流，
根據(jù)圖象求出1min激光照射時間，然后由W=UIt求出光敏電阻在有激光照射時消耗的電能．
點評：本題考查了求密度、求壓強、求速度、求消耗電能問題；熟練應(yīng)用密度公式、壓強公式、串聯(lián)電路特點、歐姆定律、電功公式即可正確解題．