Question

【题目】随着社会科技的发展，现在许多地方都安装了监控装置。如图所示是我县正阳温泉小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置（光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小），光源射出的远红外激光束穿过通道照射到光敏电阻RL上，当有人通过时，人体将阻挡激光光线的射入．电源电压恒定为15V，RL为光敏电阻，定值电阻R0=10Ω，若在0﹣11s的时间内有两人分别经过通道，每次通过时间为1s，电压表的示数变化规律如图U﹣t．求：

（1）当有人通过（光敏电阻在无激光照射）时，光敏电阻的阻值RL0；

（2）当无人通过时，光敏电阻的功率；

（3）在0﹣11s的时间内电路消耗的电能．

Answer 1

【答案】（1）（1）40Ω ； （2）5.4W； （3）90J

【解析】（1）由左图知道，RL与R0串联，电压表测R0 两端电压，在0～11s的时间内有两人分别经过通道，每次通过时间为1s，由右图图象知道，3s～4s和10s～11s间有人通过，对应的电压3V，即有人通过时，R0 两端的电压是：U0 =3V，所以光敏电阻RL两端的电压是：UL =U-U0 =15V-3V=12V，此时电路中的电流是：I1 =U0/R0=3V/10Ω=0.3A，

光敏电阻的阻值是：RL =UL/I1=12V/0.3A=40Ω；

（2）由图象知道，当无人通过时电压表示数为6V，即U0′=6V，

此时RL两端的电压是：UL′=U-U0′=15V-6V=9V，

电路中的电流是：I2 =U0′/R0=6V/10Ω=0.6A，

光敏电阻的功率是：PL =UL′I2 =9V×0.6A=5.4W；

（3）在0～11s的时间内，有人通过时电路消耗的电能：W1 =UI1 t1 =15V×0.3A×2s=9J；

在0～11s的时间内，无人通过的时间是：t2 =t-t1 =11s-2s=9s，

此时电路消耗的电能是：W2 =UI2 t2 =15V×0.6A×9s=81J，

在0～11s的时间内电路消耗的电能是：W=W1 +W2 =9J+81J=90J。