Question

光敏電阻的特點是有光照射它時阻值變�。�如圖（a）所示是某生產(chǎn)流水線上的工件箱輸送及計數(shù)裝置示意圖．其中，遠紅外激光源S射出的激光束通過水平傳送帶上方照射到光敏電阻R上；每當工件箱隨傳送帶一起向右勻速通過S與R之間時，射向光敏電阻的光線垂直照射到工件箱的表面而被擋住，電壓表的示數(shù)隨時間變化的圖象如圖（b）所示．產(chǎn)品工件箱可看作邊長為10cm、質(zhì)量為1.2kg的均勻正方體．
（1）工件箱對水平傳送帶的壓強為______Pa．
（2）水平傳送帶始終保持勻速傳動，傳送帶的速度為______m/s，工件箱能隨傳送帶一起向右勻速運動，是因為工件包裝箱與傳送帶之間______（填“有”或“無”）摩擦．
（3）如果電源電壓U=6V保持不變，定值保護電阻R₀=20Ω，求整個電路在10min內(nèi)消耗的電能．

Answer 1

（1）工件對傳送帶的壓力F=G=mg=1.2kg×10N/kg=12N，
工件對傳送帶的壓強p=

F

S

=

12N

(0.1m)2

=1200Pa；
（2）由圖乙所示圖象可知，產(chǎn)品擋光時間：
t=0.6s-0.4s=0.2s，
正方形產(chǎn)品隨傳送帶運動的速度：
v=

s

t

=

0.1m

0.2s

=0.5m/s；
在水平方向上，工件相對于傳送帶沒有發(fā)生相對運動，也沒有相對運動趨勢，所以，不受摩擦力的作用，
（3）由圖可知，0-0.4s內(nèi)，R₀的電壓U₁=6V-3V=3V，
I₁=

U1

R0

=

3V

20Ω

=0.15A，
W₁=UI₁t₁=6V×0.15A×0.4S=0.36J或（W₁=UI₁t₁=6V×0.15A×400S=360J），
由圖可知，0.4s-0.6s內(nèi)，R₀的電壓U₂=6V-4V=2V
I₂=

U2

R0

=

2V

20Ω

=0.1A，
W₂=UI₂t₂=6V×0.1A×0.2S=0.12J或（W₂=UI₂t₂=6V×0.1A×200S×10=120J）
W=（W₁+W₂）×

600s

0.6s

=（0.36J+0.12J）×1000=480J或（W=（W₁+W₂）=360J+120J=480J．
故答案為：（1）1200；（2）0.5；無；（3）整個電路在10min內(nèi)消耗的電能為480J．