Question

某科技小组设计了一个跳绳计数器，如图甲、乙电路所示．己知电源电压U₁=12V，U₂=6V，电阻箱R₂调到1kΩ， R₃是个标有"6V 3W"的自动计数器，R₁是一种光敏元件．当绳子挡住了射向R₁的红外线时，R₁的电阻会变大，信号触发器两端电压U_AB=U₀时就使乙图电路中S₂闭合，使自动计数器计数一次．图内是对某位同学的跳绳项目进行测试后，信号触发器记录的某一时段AB间的电压随时间变化的图像。

（1）自动计数器正常工作时的电流_________；

（2）如丙图，该同学跳绳一分钟，自动计数器消耗的电能______．（设该同学测试过程中每次跳绳的时间相等，中间没停顿）；

（3）绳子挡住了射向R₁的红外线，信号触发器接通受控电路时，U₀和R₁的电阻的值为多少 ____：

（4）由于整个装置工作时间较长， 导致U₁的电压逐渐减小，现场又没有适合 U₁的电源更换，为了能使计数器正常工作，可以对甲图电路做的调节是__________。

Answer

0.5A 18J 2V；5kΩ 适当将电阻箱R2的阻值调大（或者适当将信号触发器的触发电压调低）

【解析】

(1) [1]R3是个标有"6V 3W"的自动计数器，正常工作时的电流为

；

(2)[2]由甲图电路知，R1与R2串联，AB间电压为R2两端的电压；由题知，当射向R1的激光被挡时，R1阻值变大，根据串联电路的分压原理知，R1分得电压增大，R2分得电压减小，由图像丙知，此时U2=UAB=2V，因为R1的电阻变大，自动计数器会计数一次，即AB间电压为2V计数一次；跳绳一次需要0.4s，跳绳一分钟，也就是60s，可以跳150次，每次计时时间为0.4s-0.36s=0.04s，计时器工作时间是，该同学跳绳一分钟，自动计数器消耗的电能

；

(3)[3]绳子挡住了射向R1的红外线，信号触发器两端电压UAB=U0时就使乙图电路中S2闭合，使自动计数器计数一次；由(2)可知，U2=UAB=U0=2V时计数；

[4]由串联电路的分压原理有：

，

即：

，

所以：R1=5 kΩ；

(4)由于整个装置工作时间较长， 导致U1的电压逐渐减小，现场又没有适合U1的电源更换，我们可以适当将电阻箱R2的阻值调大或者适当将信号触发器的触发电压调低，就能使计数器正常工作。