Question

【題目】圖甲所示是某工廠的水平傳送帶上產(chǎn)品運輸及計數(shù)器的示意圖．S為激光光源，能連續(xù)發(fā)射粗細(xì)忽略不計的激光束；R為光敏電阻，當(dāng)有光照射時，其阻值較小，無激光照射時，其阻值較大．每當(dāng)水平傳送帶上的產(chǎn)品和傳送帶一起勻速通過S與R之間時，射向光敏電阻的激光被產(chǎn)品擋住，通過電壓表測出光敏電阻R兩端電壓隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示．已知計數(shù)器的電源電壓為3V，保護(hù)電阻R0=200Ω．若水平傳送帶上的產(chǎn)品均是邊長a=0.1m、質(zhì)量m=2.5kg的實心正方體，求：

（1）產(chǎn)品的密度；
（2）產(chǎn)品對傳送帶的壓強；
（3）傳送帶傳輸產(chǎn)品的速度；
（4）計數(shù)器工作1min，光敏電阻R在有激光照射時消耗的電能．

Answer 1

【答案】
（1）

產(chǎn)品的密度ρ= = =2.5×103kg/m3

答：產(chǎn)品的密度為2.5×103kg/m3

（2）

產(chǎn)品對水平傳送帶的壓力F=mg=2.5kg×10N/kg=25N，

產(chǎn)品對傳送帶的壓強p= = =2500Pa

答：產(chǎn)品對傳送帶的壓強是2500Pa

（3）

由圖乙所示圖象可知，擋光時間t=0.2s，

傳送帶的速度v= = =0.5m/s

答：傳送帶傳輸產(chǎn)品的速度是0.5m/s

（4）

由激光照射時，光敏電阻電壓UR=1V，

保護(hù)電阻電壓UR0=U﹣UR=3V﹣1V=2V，

電路電流I= = =0.01A，

由圖乙所示圖象可知，1min內(nèi)有激光照射的時間

t= ×0.4s=40s，則1min內(nèi)有激光照射時，

光敏電阻消耗的電能W=URIt=1V×0.01A×40s=0.4J

答：計數(shù)器工作1min，光敏電阻R在有激光照射時消耗的電能為0.4J

【解析】（1）已知正方體的邊長，可以求出它的體積，由密度公式可以求出產(chǎn)品的密度．（2）求出產(chǎn)品對水平傳送的壓力，然后由壓強公式求出產(chǎn)品對傳送帶的壓強．（3）由圖乙所示圖象求出，產(chǎn)品的擋光時間，然后由速度公式求出傳送帶的速度．（4）由串聯(lián)電路特點求出由激光照射時保護(hù)電阻兩端電壓，由歐姆定律求出電路電流，根據(jù)圖象求出1min激光照射時間，然后由W=UIt求出光敏電阻在有激光照射時消耗的電能．
【考點精析】關(guān)于本題考查的密度的計算和壓強的大小及其計算，需要了解密度公式：ρ = m/v；壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）才能得出正確答案．