解题思路:由电路图可知,两电阻串联,示波器显示光敏电阻R1两端电压;
(1)当没有光照射时,光敏电阻阻值变大,光敏电阻两端电压变大,由图乙所示图象求出挡光时间,然后由速度公式求出传送带的速度;
(2)光敏电阻在有光照射时阻值变小,两端电压变小,由图乙所示图象求出此时光敏电阻两端电压,由串联电路特点求出R2两端电压,由欧姆定律求出电路电流,然后由欧姆定律求出此时光敏电阻阻值;
(3)由图象求出有光照的时间与没有光照射的时间,然后由电功公式求出电路消耗的电能.
(1)由图乙所示图象可知,产品挡光时间:
t=0.6s-0.4s=0.2s,
正方形产品随传送带运动的速度:
v=[s/t]=[0.1m/0.2s]=0.5m/s;
(2)由图象可知,有光照射时,
光敏电阻两端电压U1=2V,
此时R2两端电压U2=U-U1=6V-2V=4V,
电路电流I=I2=
U2
R2=[4V/20Ω]=0.2A,
∵I=[U/R],
∴此时光敏电阻阻值:
R1=
U1
I=[2V/0.2A]=10Ω;
(3)有光照射时,电路电流:I=0.2A,
没有光照射时,电路电流I′=
U2′
R2=
U−U1
R2=[6V−4V/20Ω]=0.1A,
由图乙所示图象可知,一个周期内,有光照射的时间为0.4s,无光照射的时间是0.2s,
一个周期0.6s内,电路消耗的电能:
W=UIt+UI′t′=6V×0.2A×0.4s+6V×0.1A×0.2s=0.6J,
1h消耗的电能W总=0.6J×[3600s/0.6s]=3600J;
答:(1)正方形产品随传送带运动的速度是0.5m/s;
(2)光敏电阻在有光照状态下的电阻是10Ω;
(3)整个电路工作1h消耗的电能是3600J.
点评:
本题考点: 速度公式及其应用;欧姆定律的应用;电功的计算.
考点点评: 本题考查了求速度、电阻与电路消耗的电能等问题,分析清楚电路结构、由图乙所示图象获取所需信息、应用速度公式、串联电路特点、欧姆定律、电功公式即可正确解题.