图甲所示是某工厂的水平传送带上产品运输及计数器的示意图.S为激光光源,能连续发射粗细忽略不计的激光束;R为光敏电阻,当有光照射时,其阻值较小,无激光照射时,其阻值较大.每当水平传送带上的产品和传送带一起匀速通过S与R之间时,射向光敏电阻的激光被产品挡住,通过电压表测出光敏电阻R两端电压随时间变化的规律如图乙所示.已知计数器的电源电压为3V,保护电阻R0=200Ω.若水平传送带上的产品均是边长a=0.1m、质量m=2.5kg的实心正方体,求:
(1)产品的密度;
(2)产品对传送带的压强;
(3)传送带传输产品的速度;
(4)计数器工作1min,光敏电阻R在有激光照射时消耗的电能.
网友回答
解:(1)产品的密度ρ===2.5×103kg/m3;
(2)产品对水平传送带的压力F=mg=2.5kg×10N/kg=25N,
产品对传送带的压强p===2500Pa;
(3)由图乙所示图象可知,挡光时间t=0.2s,
传送带的速度v===0.5m/s;
(4)由激光照射时,光敏电阻电压UR=1V,
保护电阻电压UR0=U-UR=3V-1V=2V,
电路电流I===0.01A,
由图乙所示图象可知,1min内有激光照射的时间
t=×0.4s=40s,则1min内有激光照射时,
光敏电阻消耗的电能W=URIt=1V×0.01A×40s=0.4J;
答:(1)产品的密度为2.5×103kg/m3;
(2)产品对传送带的压强是2500Pa;
(3)传送带传输产品的速度是0.5m/s;
(4)计数器工作1min,光敏电阻R在有激光照射时消耗的电能为0.4J.
解析分析:(1)已知正方体的边长,可以求出它的体积,由密度公式可以求出产品的密度.
(2)求出产品对水平传送的压力,然后由压强公式求出产品对传送带的压强.
(3)由图乙所示图象求出,产品的挡光时间,然后由速度公式求出传送带的速度.
(4)由串联电路特点求出由激光照射时保护电阻两端电压,由欧姆定律求出电路电流,
根据图象求出1min激光照射时间,然后由W=UIt求出光敏电阻在有激光照射时消耗的电能.
点评:本题考查了求密度、求压强、求速度、求消耗电能问题;熟练应用密度公式、压强公式、串联电路特点、欧姆定律、电功公式即可正确解题.