Question

光敏電阻的特點是有光照射它時阻值變小．如圖1所示是某小區(qū)門口利用光敏電阻設計的行人監(jiān)控裝置，光源射出的遠紅外激光束穿過通道照射到光敏電阻R_T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12V，R_T為光敏電阻，定值電阻R₀=10Ω，若在0-12s的時間內(nèi)有兩人分別經(jīng)過通道，每次通過時間為1s，光敏電阻R_T兩端電壓變化規(guī)律如圖2：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R_T0；
（2）當無人通過時，光敏電阻的功率；
（3）在0-12s的時間內(nèi)電路消耗的電能．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)圖象可知，當無人通過時，電壓表示數(shù)為6V，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電流的特點求出電路中的電流，然后利用歐姆定律的變形公式求出光敏電阻的阻值；
（2）根據(jù)P=

U2

R

求出光敏電阻的功率；
（3）根據(jù)圖象分別讀出有人通過和無人通過時所用的時間，然后力W=

U2

R

t求在0-12s的時間內(nèi)電路消耗的電能．

解答：解：（1）當有人通過（光敏電阻在無激光照射）時，光敏電阻的阻值R_T0；
根據(jù)圖象可知，當無人通過時，光敏電阻R_T兩端電壓為6V，則電路中的電流：I=

U0

R0

=

6V

10Ω

=0.6A，
又∵I=

U

R

，并且串聯(lián)電路處處電流相等
∴光敏電阻的阻值R_T0=

U-U0

I

=

12V-6V

0.6A

=10Ω；
（2）當無人通過時，U_T1=3U₀₁，R_T0=3R₀=30Ω；
光敏電阻的功率：P_T=

U 2 T1

RT1

=

(9V)2

30Ω

=2.7W；
（3）在0-12s內(nèi)，無人通過時間t₀=10s；有人通過時間t₁=2s
W_總=W₀+W₁=

U 2 總

R0+RT0

t₀+

U 2 總

R0+RT1

t₁=

(12V)2

10Ω+10Ω

×10s+

(12V)2

10Ω+30Ω

×2s=79.2J．
答：（1）當有人通過（光敏電阻在無激光照射）時，光敏電阻的阻值為10Ω；
（2）當無人通過時，光敏電阻的功率為2.7W；
（3）在0-12s的時間內(nèi)電路消耗的電能為79.2J．

點評：本題關鍵在于根據(jù)題意和示波器顯示的電壓隨時間變化的圖象以及串聯(lián)電路的分壓關系，找出光敏電阻的分壓值．