Question

【題目】隨著社會科技的發展，現在許多地方都安裝了監控裝置。如圖所示是我縣正陽溫泉小區門口利用光敏電阻設計的行人監控裝置（光敏電阻的特點是有光照射它時阻值變小），光源射出的遠紅外激光束穿過通道照射到光敏電阻RL上，當有人通過時，人體將阻擋激光光線的射入．電源電壓恒定為15V，RL為光敏電阻，定值電阻R0=10Ω，若在0﹣11s的時間內有兩人分別經過通道，每次通過時間為1s，電壓表的示數變化規律如圖U﹣t．求：

（1）當有人通過（光敏電阻在無激光照射）時，光敏電阻的阻值RL0；

（2）當無人通過時，光敏電阻的功率；

（3）在0﹣11s的時間內電路消耗的電能．

Answer 1

【答案】（1）（1）40Ω ； （2）5.4W； （3）90J

【解析】（1）由左圖知道，RL與R0串聯，電壓表測R0 兩端電壓，在0～11s的時間內有兩人分別經過通道，每次通過時間為1s，由右圖圖象知道，3s～4s和10s～11s間有人通過，對應的電壓3V，即有人通過時，R0 兩端的電壓是：U0 =3V，所以光敏電阻RL兩端的電壓是：UL =U-U0 =15V-3V=12V，此時電路中的電流是：I1 =U0/R0=3V/10Ω=0.3A，

光敏電阻的阻值是：RL =UL/I1=12V/0.3A=40Ω；

（2）由圖象知道，當無人通過時電壓表示數為6V，即U0′=6V，

此時RL兩端的電壓是：UL′=U-U0′=15V-6V=9V，

電路中的電流是：I2 =U0′/R0=6V/10Ω=0.6A，

光敏電阻的功率是：PL =UL′I2 =9V×0.6A=5.4W；

（3）在0～11s的時間內，有人通過時電路消耗的電能：W1 =UI1 t1 =15V×0.3A×2s=9J；

在0～11s的時間內，無人通過的時間是：t2 =t-t1 =11s-2s=9s，

此時電路消耗的電能是：W2 =UI2 t2 =15V×0.6A×9s=81J，

在0～11s的時間內電路消耗的電能是：W=W1 +W2 =9J+81J=90J。