Question

如图（a）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，示波器显示的电压随时间变化的图象如图（b）所示．已知计数器电路的电源电压恒为6伏，保护电阻R2的阻值为20欧，则光敏电阻在有光照和光被挡住两种状态下的电阻值之比为    ；光敏电阻在 1 小时内消耗的电能为    焦．

Answer

（1）无论是否有光照，R1与R2串联；由图象知R1两端的电压，根据串联电路电压的特点求出R2的电压；又已知R2的阻值，根据欧姆定律，并结合串联电路电流的特点即可求出R1在两种状态下的电阻，则电阻之比即可求出．
（2）由图象可知：每经过0.6s，就有一个产品通过计数装置，其中0.4s有光照射，0.2s无关照射，分别求出两种情况下光敏电阻消耗的电能，再计算出1h内消耗的电能．
【解析】
（1）由题知，R1与R2串联接在6V电源上，从图象上可知：
①有光照射时，R1两端的电压：U1=3V，U2=U-U1=6V-3V=3V；
则I===0.15A，
∴R1===20Ω；
②无光照射时，R1两端的电压：U1′=4V，U2′=U-U1′=6V-4V=2V；
则I′===0.1A，
∴R1′===40Ω；
故R1：R1′=20Ω：40Ω=1：2．
（2）由示波器显示的电压随时间变化的图象可知，有光照时与无光照时的时间比为2：1，即工作1小时，有光照时的时间t=40min=2400s；无光照时的时间t′=20min=1200s；
∵I=0.15A，I′=0.1A
∴W=W+W′=UIt+UI′t′=3V×0.15A×2400s+4V×0.1A×1200s=1560J
故答案为：1：2；1560．