题目内容
【题目】学校的科技小组设计了一种自动计数器,可以自动记录跳绳的次数,其简化电路如图甲所示。其中R1是光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,这时自动计数器会计数一次。R2是定值电阻,信号处理系统能记录AB间每时刻的电压。已知电源电压为12 V,某时段AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是
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A.AB两端电压为2 V时,跳绳自动计数器会计数一次
B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍
D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的5倍
【答案】AD
【解析】
A.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,由图乙知,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,故A项正确;
B.由串联分压的特点可知
,
即
,
所以R1=5R2,故B项错误;
C.当射向R1的激光没有被挡时,R1阻值变小,R1分得电压减小,R2分得电压增大,由图乙知,此时
U2'=UAB'=6V,
由串联电路的分压原理有:
,
即
,
所以
,故C项错误;
D.结合BC项,
,即绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的5倍,故D项正确。
【题目】扬扬同学家电热水器的简化电路图如图所示,S1是手动开关,置于热水器水箱外部;S2是温控开关,置于热水器水箱内部,当水温低于40℃时自动闭合,达到40℃时自动断开;R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝,使用时,手动闭合开关S1,电热水器开始工作.电热水器部分参数如表所示,求:
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额定电压 | 220V |
频率 | 50Hz |
保温功率 | 220W |
加热功率 | 1980W |
水箱容量 | 50L |
设定温度 | 40℃ |
(1)电热丝R1的阻值是多少?
(2)加热时流过电热丝R2的电流是多少?
(3)假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了50min,则电热水器的效率是多少?