题目内容

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，无光照射时，阻值为R；有光照射时，阻值为
R4
，R2为阻值为40Ω的保护电阻，a、b间接一“示波器”（示波器的接入不影响电路）．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．光敏电阻两端的电压随时间变化的图象，可由示波器显示出来．若运送某一产品时，示波器显示的电压随时间变化的图象如图乙所示．
（1）电阻R1在无光照和有光照时，通过R1的电流之比为
1：2
1：2
．
（2）电源电压为
6V
6V
．
（3）保护电阻R2在1h内消耗的电能为
1080J
1080J
．
分析：（1）由电路图可知，R1、R2串联；根据串联电路的电阻分压特点可知，有光照时R1的阻值小，分得的电压小；无光照时电阻大分得的电压大，根据欧姆定律结合乙图表示出R1两端的电压，即可求出两种情况下电路中的电流之比．
（2）根据欧姆定律和串联电路的电压特点表示出两种情况下电源的电压，再根据电源的电压不变得出等式，即可求出电源的电压．
（3）由图象可知：每经过0.6s，就有一个产品通过计数装置，其中0.4s有光照射，0.2s无光照射，分别求出两种情况下电阻R2消耗的电能，再计算出1h内消耗的电能．
解答：解：（1）无光照射时，R1的阻值为R时，两端的电压为4V；
有光照射时，R1的阻值为
1
4
R时，两端的电压为2V；
则，I无R=4V，I有×
1
4
R=2V，
所以
I无
I有
=
1
2
；
（2）∵电源的电压不变，
∴U=I有R2+2V，U=I无R2+4V
所以
I无
I有
=
U-4V
U-2V
=
1
2
，
解得U=6V；
（3）由图象可知：每经过0.6s，就有一个产品通过计数装置，
其中0.4s有光照射，电阻R2消耗的电能W2=U2It1=4V×0.1A×0.4s=0.16J；
其中0.2s无光照射，电阻R2消耗的电能W2′=U2′I′t2=2V×0.05A×0.2s=0.02J；
因此每经过0.6s，电阻R2消耗的电能为W=W2+W2′=0.16J+0.02J=0.18J．
1h=3600s，则保护电阻R2在1h内消耗的电能为W总=0.18J×
3600s
0.6s
=1080J．
故答案为：1：2；6V；1080J．
点评：本题考查了串联电路的电流特点和欧姆定律的灵活应用．关键是根据欧姆定律结合光敏电阻随光照的变化从图象中得出有无光照对应的电阻和电压，难点是根据比值法得出两种情况的电流关系和求出电源的电压．
练习册系列答案
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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
．
（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．
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，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
πρtd2
．
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=______，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______．
②出水速度的表达式______．
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=______，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，______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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