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(2014·泰安)如图*是某工厂生产流水线产品输送计数装置示意图(俯视图),立方体产品在水平传送带上与传送带以相同速度v=1 m/s匀速运动,产品的质量m=0.8 kg.计数器由电流表和电路计数元件组成(电流表和电路计数元件的电阻不计),通过电路中电流的变化计数产品,a为激光源,R1为光敏电阻,R2为保护电阻.当激光*向R1时,R1的阻值变小,每当产品运动通过a与R1之间时,*向R1的光线会被产品挡住,R1阻值变大.闭合开关,电路中计数器中电流的示数I随时间t的变化图像如图乙所示.(g取10 N/kg)
(1)不计空气阻力,求传送带匀速运送产品过程中对每一个产品的作用力大小和方向.
(2)求每个产品的边长L1和产品的间隔L2.每个产品对传送带的压强大小.
(3)已知电源电压U=3 V,R2=1 kΩ,求传送带匀速运输产品过程中1 min内光敏电阻R1消耗的电能.
【回答】
(1)F=G=mg=0.8 kg×10 N/kg=8 N;竖直向上
(2)L1=vt1=1 m/s×0.1 s=0.1 m
L2=vt2=1 m/s×0.2 s=0.2 m
F压=G=mg=0.8 kg×10 N/kg=8 N
p=F压/S=8 N/0.01m2=800 Pa
(3)在0~0.2 s内,I1=2×10-3 A
U2=I1R2=2×10-3 A×103 Ω=2 V
U1=U-U2=3 V-2 V=1 V
W1=I1U1t1=2×10-3 A×1 V×0.2 s=4×10-4 J
在0.2 s-0.3 s内,I2=1×10-3 A
U3=I2R2=1×10-3 A×102 Ω=1 V
U4=U-U3=3 V-1 V=2 V
W2=I2U4t2=1×10-3 A×2 V×0.1 s=2×10-4 J
在1 min内,W=60 s/0.3 s·(W1+W3)=200×(4×10-4 J+2×10-4 J)=0.12 J.
知识点:九年级下
题型:计算题
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