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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),光线与传送带垂直,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.若运送边长为0.1m,质量为0.6kg的均匀正方体产品时,R1两端电压随时间变化的图象如图(乙)所示.
求:(1)光被产品挡住时,R1两段电压较高还是较低?
(2)产品对传送带的压强多大.(g取10N/㎏)
(3)传动带的运动速度是多大?
(4)已知计数器电路的电压为电源电压恒为6伏,保护电阻R2的阻值为40欧.求无光照射时光敏电阻的阻值.

【答案】分析:(1)由甲图可知,两电阻串联,根据题意可知光被产品挡住时光敏电阻阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R1两端电压的变化;
(2)产品对传送带的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小,然后根据正方体的面积公式求出受力面积,最后根据p=求出压强的大小;
(3)由乙图可知,一个产品经过激光的时间,运动的距离为一个产品的边长,根据v=求出产品经过的速度即为传动带的运动速度;
(4)由(1)的分析结合图乙可知,无光照射时光敏电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出保护电阻两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,进一步根据欧姆定律求出无光照射时光敏电阻的阻值.
解答:解:(1)由甲图可知:R1、R2串联,
由光敏电阻无光照射时阻值较大可知,当光被产品挡住时,R1的阻值变大,电路的总电阻变大;
根据I=可知,电路中的电流变小;
根据U=IR可知,R2两端的电压变小;
根据串联电路总电压等于各分电压之和可知,R1两端的电压变大,即R1两端的电压较高.
(2)产品对传送带的压力:
F=mg=0.6kg×10N/kg=6N,
受力面积:
s=L2=(0.1m)2=0.01m2
产品对传送带的压强:
p===600Pa.
(3)由图乙可知,一个产品经过激光的时间是0.2s,
一个产品经过激光的速度:
v===0.5m/s,
∵水平传送带匀速前进,
∴传动带的运动速度为0.5m/s.
(4)由(1)和图乙可知,无光照时U1=4V,则
U2=U-U1=6V-4V=2V,
电路中的电流:
I===0.05A,
光敏电阻的阻值:
R1===80Ω.
答:(1)光被产品挡住时,R1两端的电压较高;
(2)产品对传送带的压强为600Pa;
(3)传动带的运动速度是0.5m/s;
(4)无光照射时光敏电阻的阻值为80Ω.
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用以及压力、压强、速度、电阻的计算;关键:一是根据题意得出光被产品挡住时光敏电阻阻值的变化、两端电压的变化,二是根据乙图象得出一个产品经过激光的时间和读出无光照射时光敏电阻两端的电压.
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流量表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积,用字母Q表示.流量在生产和生活中有广泛的应用,如每到汛期,监测长江的流量是抗洪防汛的重要工作.

(1)如图甲所示,水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动,设水流速度为v,管内通道的横截面积为S.取一段管道AB,水从B端流到A端所用时间为t,则AB间水柱的长度l=
vt
vt
,体积V=
Svt
Svt
(要求用S、v、t表示).根据流量的定义Q=V/t可得Q=vS,它表示流量等于流速与横截面积的乘积;
(2)打开水龙头,自来水通过导管流过如图乙所示的玻璃管.待水流稳定后,比较图中1、2两处的流速,
2
2
处的流速较大;比较C、D玻璃管中的水面高度,
C
C
管中的水面较高;
(3)打开水龙头后,只要水流不散开,就可以观察到水柱越来越细,如图丙所示.请你指出产生这种现象的原因:
水往下流时,重力势能转化为动能,速度变大,而流量保持不变,根据Q=vS可知,水柱的横截面积将减小.因此,水柱越来越细
水往下流时,重力势能转化为动能,速度变大,而流量保持不变,根据Q=vS可知,水柱的横截面积将减小.因此,水柱越来越细

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(2011?河东区一模)流量表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积,用字母Q表示.流量在生产和生活中有广泛的应用,如每到汛期,监测长江的流量是抗洪防汛的重要工作.

(1)如图甲所示,水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动,设水流速度为v,管内通道的横截面积为S.取一段管道AB,水从B端流到A端所用时间为t,则AB间水柱的长度l=
vt
vt
,体积V=
svt
svt
(要求用S、v、t表示).根据流量的定义 Q=V/t 可得 Q=v S,它表示流量等于流速与横截面积的乘积.
(2)打开水龙头,自来水通过导管流过如图乙所示的玻璃管.待水流稳定后,比较图中1、2两处的流速,
2
2
处的流速较大;比较C、D玻璃管中的水面高度,
C
C
管中的水面较高.
(3)利用流量 Q=vS,请你设计一个测量水龙头出水速度的实验方案.
要求:
①列出主要的操作步骤,并在步骤中说明需要测量的物理量;
②写出出水速度的表达式.

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(1)如图甲所示,水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动,设水流速度为v,管内通道的横截面积为S.取一段管道AB,水从B端流到A端所用时间为t,则AB间水柱的长度l=
vt
vt
,体积V=
Svt
Svt
  (要求用S、v、t表示).根据流量的定义 Q=V/t 可得 Q=v S,它表示流量等于流速与横截面积的乘积.
(2)打开水龙头,自来水通过导管流过如图乙所示的玻璃管.待水流稳定后,比较图中1、2两处的流速,画出C、D玻璃管中的水面大致高度,两液面的作图依据是
流体流速越大的地方,压强越小
流体流速越大的地方,压强越小

(3)利用流量 Q=v S,请你设计一个测量水龙头出水速度的实验方案.
①实验步骤与所测物理量:测出水龙头出水口的
内径d
内径d
;打开水龙头,用容器接水并同时开始计时,测出经过一段时间t后容器内水的
质量m
质量m

②出水速度的表达式
4m
πρtd2
4m
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(1)如图甲所示,水流在粗细均匀的水平管道内向右匀速流动,设水流速度为v,管内通道的横截面积为S.取一段管道AB,水从B端流到A端所用时间为t,则AB间水柱的长度l=______,体积V=______  (要求用S、v、t表示).根据流量的定义 Q=V/t 可得 Q=v S,它表示流量等于流速与横截面积的乘积.
(2)打开水龙头,自来水通过导管流过如图乙所示的玻璃管.待水流稳定后,比较图中1、2两处的流速,画出C、D玻璃管中的水面大致高度,两液面的作图依据是______.
(3)利用流量 Q=v S,请你设计一个测量水龙头出水速度的实验方案.
①实验步骤与所测物理量:测出水龙头出水口的______;打开水龙头,用容器接水并同时开始计时,测出经过一段时间t后容器内水的______.
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(2)打开水龙头,自来水通过导管流过如图乙所示的玻璃管.待水流稳定后,比较图中1、2两处的流速,______处的流速较大;比较C、D玻璃管中的水面高度,______管中的水面较高.
(3)利用流量 Q=vS,请你设计一个测量水龙头出水速度的实验方案.
要求:
①列出主要的操作步骤,并在步骤中说明需要测量的物理量;
②写出出水速度的表达式.

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