Question

【題目】隨著社會(huì)科技的發(fā)展，現(xiàn)在許多地方都安裝了監(jiān)控裝置。如圖所示是我縣正陽溫泉小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計(jì)的行人監(jiān)控裝置（光敏電阻的特點(diǎn)是有光照射它時(shí)阻值變小），光源射出的遠(yuǎn)紅外激光束穿過通道照射到光敏電阻RL上，當(dāng)有人通過時(shí)，人體將阻擋激光光線的射入．電源電壓恒定為15V，RL為光敏電阻，定值電阻R0=10Ω，若在0﹣11s的時(shí)間內(nèi)有兩人分別經(jīng)過通道，每次通過時(shí)間為1s，電壓表的示數(shù)變化規(guī)律如圖U﹣t．求：

（1）當(dāng)有人通過（光敏電阻在無激光照射）時(shí)，光敏電阻的阻值RL0；

（2）當(dāng)無人通過時(shí)，光敏電阻的功率；

（3）在0﹣11s的時(shí)間內(nèi)電路消耗的電能．

Answer 1

【答案】（1）（1）40Ω ； （2）5.4W； （3）90J

【解析】（1）由左圖知道，RL與R0串聯(lián)，電壓表測R0 兩端電壓，在0～11s的時(shí)間內(nèi)有兩人分別經(jīng)過通道，每次通過時(shí)間為1s，由右圖圖象知道，3s～4s和10s～11s間有人通過，對(duì)應(yīng)的電壓3V，即有人通過時(shí)，R0 兩端的電壓是：U0 =3V，所以光敏電阻RL兩端的電壓是：UL =U-U0 =15V-3V=12V，此時(shí)電路中的電流是：I1 =U0/R0=3V/10Ω=0.3A，

光敏電阻的阻值是：RL =UL/I1=12V/0.3A=40Ω；

（2）由圖象知道，當(dāng)無人通過時(shí)電壓表示數(shù)為6V，即U0′=6V，

此時(shí)RL兩端的電壓是：UL′=U-U0′=15V-6V=9V，

電路中的電流是：I2 =U0′/R0=6V/10Ω=0.6A，

光敏電阻的功率是：PL =UL′I2 =9V×0.6A=5.4W；

（3）在0～11s的時(shí)間內(nèi)，有人通過時(shí)電路消耗的電能：W1 =UI1 t1 =15V×0.3A×2s=9J；

在0～11s的時(shí)間內(nèi)，無人通過的時(shí)間是：t2 =t-t1 =11s-2s=9s，

此時(shí)電路消耗的電能是：W2 =UI2 t2 =15V×0.6A×9s=81J，

在0～11s的時(shí)間內(nèi)電路消耗的電能是：W=W1 +W2 =9J+81J=90J。