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如图(a)所示是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图.其中S为一激光源,R1...

如图(a)所示是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图.其中S为一激光源,R1为光敏电阻(有光照射时,阻值较小;无光照射时,阻值较大),R2为定值保护电阻,a、b间接-“示波器”(示波器的接入不影响电路).光敏电阻两端的电压随时间变化的图象,可由示波器显示出来.水平传送带匀速前进,每当产品从传送带上通过S与R1之间时,射向光敏电阻的光线会被产品挡住,示波器显示的电压随时间变化的图象如图(b)所示.已知计数器电路的电源电压恒为6伏,保护电阻R2的阻值为20欧.
求:(1)光敏电阻在有光照和光被挡住两种状态下的阻值
(2)整条电路在1小时内消耗的电能.

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(1)由题知,R1与R2串联接在6V电源上,有光照射时(没有产品从传送带上通过S与R1之间),阻值较小,分压较小为3V;无光照射时(有产品从传送带上通过S与R1之间),阻值较大,分压较大为4V,根据串联电路的分压关系求解. (2)由示波器显示的电压随时间变化的图象可知,电阻较小(没有产品从传送带上通过S与R1之间)的时间与电阻较大(有产品从传送带上通过S与R1之间)的时间比为2:1,求出两种状态下的电路中的电流,根据W=UIt求消耗电能. 解(1)由题知,R1与R2串联接在6V电源上, ①有光照射时,阻值较小,分压较小U1=3V,U2=U-U1=6V-3V=3V; ∵,∴ ②无光照射时,阻值较大,分压较大为U′1=4V,U′2=U-U′1=6V-4V=2V; ∵,; (2)由示波器显示的电压随时间变化的图象可知,电阻较小的时间与电阻较大的时间比为2:1,即工作1小时,电阻较小的时间t=40min=2400s,电阻较大的时间t′=20min=1200s, ∵, ∴W=W+W′=UIt+UI′t′=6V×0.15A×2400s+6V×0.1A×1200s=2.88×103J 答:(1)光敏电阻在有光照和光被挡住两种状态下的阻值分别为:20Ω和40Ω (2)整条电路在1小时内消耗的电能为2.88×103J.
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考点分析:
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额定电压(V)220发热电阻类别电热管
输入功率一档(W)2200输入功率二档(W)1210
温度范围(℃)20-78容积(L)20
(1)把一箱水温度升高10℃时,水吸收的热量是多少?[c=4.2×103J/]
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(1)为了验证甲同学的猜想,请利用以上器材设计实验,用笔画线代替导线连接好图甲的电路.
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(2)下表是验证甲同学的猜想时实验得到的数据:
 加热时间/min 0 8 16 24
 装有R1容器中煤油的温度/℃ 20.0 21.6 23.2 24.7
 装有R2容器中煤油的温度/℃ 20.0 23.1 26.0 28.9
从上述实验数据分析发现,发热功率与电阻的关系是______
(3)电流产生热量的多少不易直接测量.因此,在这个实验中是通过比较______来比较电阻R1、R2产生热量的多少.
(4)为验证乙同学的猜想,请在图乙的方框中画出实验电路图.
(5)甲同学与乙同学观察到的现象似乎有矛盾,请加以分析.原因:______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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