Question

如图（甲）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间接一“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．若运送边长为0.1m，质量为0.6kg的均匀正方体产品时，示波器显示的电压随时间变化的图象如图（乙）所示．请回答下列问题：

（1）此产品的密度为多大？
（2）产品对传送带的压强为多大？（g取10N/kg）
（3）已知计数器电路的电源电压恒为6V，保护电阻R₂的阻值为40Ω，求光敏电阻在两种状态下的阻值分别为多大？光敏电阻1h消耗的电能为多少？

Answer

（1）要求密度，必须知道质量和体积，质量告诉我们了是0.6kg，体积不知道，但是，告诉我们它是正方体且边长是0.1m，所以，我们可以求出它的体积．
（2）要求产品对传送带的压强，必须知道压力和受力面积，在这里压力就是它的重力，受力面积可以求出，就等于边长的平方．
（3）有光照时，从图上可以读出光敏电阻两端的电压是2v，因为总电压是6v，所以，R2两端的电压是4v，因为这两个电阻是并联，电压跟电阻成正比，所以可以求出光敏电阻的阻值．
同理可以求出无光照时光敏电阻的阻值．
从图上可以看出，1小时之内有的时间有光照，的时间没有光照，然后根据电功公式w=t，分别求出两种状态下消耗的电能，加在一块就行了．
【解析】
（1）ρ==kg/m3=0.6×103kg/m3
（2）p=Pa=600Pa
（3）有光照射时
U1=2V，U2=U-U1=4V，，R1==Ω=20Ω
光被挡住时
U1′=4V，U2′=U-U1′=2V，=，R1′==Ω=80Ω
光敏电阻1h消耗的电能
W1===480J
W2===240J
W总=W1+W2=（480+240）J=720J
答：此产品的密度为0.6×103kg/m3
（2）产品对传送带的压强为600Pa
（3）光敏电阻在有光照时的阻值为20欧，没有光照时阻值是80欧，光敏电阻1h消耗的电能720J．