Question

如图（甲）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．若运送正方体产品时，示波器显示的电压随时间变化的图象如图（乙）所示．已知计数器电路的电源电压恒为6V，保护电阻R₂的阻值为40Ω，求光敏电阻在两种状态下的阻值分别为多大？光敏电阻1h消耗的电能为多少？

Answer

（1）由图知，R1与R2串联，无光照时R1的电压为4V，有光照时R1的电压为2V；根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出有光照和无光照时光敏电阻的阻值；
（2）根据乙图得出1h内有光照和无光照时的时间，再根据W=UIt求出光敏电阻1h消耗的电能．
【解析】

（1）由图知，R1与R2串联，无光照时R1的电压为4V，有光照时R1的电压为2V：
无照时，电路中的电流：
I1=I2===0.05A，
R1===80Ω；
有光照时，电路中的电流：
I1'=I2'===0.1A
R1'===20Ω；
（2）由图象知，
1h内无光照的时间为：
t1=（0.6s-0.4s）×=1200s，
1h内有光照的时间为：
t2=3600s-1200s=2400s，
光敏电阻1h消耗的电能：
W=W1+W2=U1I1t1+U2I2t2=4V×0.05A×1200s+2V×0.1A×2400s=240J+480J=720J．
答：光敏电阻在两种状态下的阻值分别为80Ω、20Ω，光敏电阻1h消耗的电能为720J．