Question

10．圖甲是某生產流水線上的產品輸送及計數裝置示意圖．其中S為激光源，R₁為光敏電阻（有光照射時，阻值較小：無光照射時，阻值較大）．R₂為定值保護電阻，a、b間接“示波器”（示波器的接入對電路無影響）．水平傳送帶勻速前進．每當傳送帶上的產品通過S與R₁之間時．射向光敏電阻的光線會被產品擋住．若傳送帶上的產品為均勻正方體，示波器顯示的電壓隨時間變化的關系如圖乙所示．己知計數器電路中電源兩極間的電壓恒為6V．保護電阻的阻值為400Ω．則（　　）

• A． 有光照射時光敏電阻R₁的阻值為200Ω
• B． 有光照射和無光照射時保護電阻R₂兩端的電壓之比為1：2
• C． 有光照射和無光照射時光敏電阻的阻值之比為1：2
• D． 每1h通過S與R₁之間的產品個數為3600個

Answer 1

分析 （1）由甲圖可知，兩電阻串聯，根據題意可知有光照射時光敏電阻R₁阻值的變化，根據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，根據串聯電路的電壓特點可知R₁兩端電壓的變化；由圖象知R₁的電壓U₁=2V，根據串聯電路電壓的特點求出R₂的電壓，根據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，R₁與R₂串聯，由圖象可得R₁的電壓U₁′=4V，根據串聯電路的電壓特點求出R₂兩端的電壓，根據歐姆定律求出電路中的電流和此時R₁的電阻，即可得出有光照射和無光照射時保護電阻R₂兩端的電壓之比和光敏電阻的阻值之比．
（3）由圖象可知：每經過0.6s，就有一個產品通過計數裝置，可以求出平均每小時通過的產品個數．

解答 解：（1）由甲電路圖可知，R₁、R₂串聯，
由光敏電阻有光照射時阻值較小可知，當有光照射時，R₁的阻值變小，電路的總電阻變小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，
由U=IR可知，R₂兩端的電壓變大，
因串聯電路總電壓等于各分電壓之和，
所以，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，故A正確．
（2）R₁無激光照時，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保護電阻R₂兩端的電壓之比U₂：U₂′=4V：2V=2：1，故B錯誤；
I′=$\frac{{{U}_{2}}^{′}}{{R}_{2}}$=$\frac{2V}{400Ω}$=0.005A，
此時電阻R₁的阻值：R₁′=$\frac{{{U}_{1}}^{′}}{{I}^{′}}$=$\frac{4V}{0.005A}$=800Ω，
所以，光照射和無光照射時光敏電阻的阻值之比R₁：R₁′=200Ω：800Ω=1：4，故C錯誤；
（3）由圖象可知：每經過0.6s，就有一個產品通過計數裝置，則
n=$\frac{3600s}{0.6s/個}$=6000個，故D錯誤．
故選A．

點評 本題考查了串聯電路的電流特點和歐姆定律的靈活應用．關鍵是根據歐姆定律結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對應的電阻、電壓．