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    17．图甲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=1m/s匀速运动，产品的质量为m=0.8kg，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．当激光射向R1时，R1的阻值变小，每当产品运动通过a与R1之间时，射向R1的光线会被产品挡住，R1的阻值变大，闭合开关，电路计数器中电流的示数I随时间t的变化图象如图乙．
    （1）若不计空气阻力，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）每个产品的重力．
    （3）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
    （4）已知电源电压U=3V，R2=1KΩ，求传送带匀速运输产品过程中，1min内光敏电阻R2消耗的电能．

    分析 （1）由于立方体产品在水平传送带上，传送带对每一个产品的作用力F=G=mg，方向竖直向上；
    （2）利用G=mg计算每个产品的质量；
    （3）根据速度公式求得L1=vt1，L2=vt2，求出每个产品对传送带的压力、受力面积，利用压强定义式求每个产品对传送带的压强；
    （4）在0～0.2s内，知道电流，利用U=IR求R2两端的电压，求出光敏电阻R1两端的电压，再利用W=UIt求光敏电阻R1消耗电能，同理求出在0.2s～0.3s内，光敏电阻R1消耗电能，进一步求出1min内消耗的电能．

    解答 解：
    （1）立方体产品在水平传送带上，
    所以传送带对每一个产品的作用力：
    F=G=mg=0.8kg×10N/kg=8N，
    方向：竖直向上；
    （2）每个产品的重力：
    G=mg=0.8kg×10N/kg=8N；
    （3）由速度公式得：
    L1=vt1=1m/s×0.1s=0.1m，
    L2=vt2=1m/s×0.2s=0.2m，
    F压=G=mg=0.8kg×10N/kg=8N，
    p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{8N}{0.01{m}^{2}}$=800Pa；
    （4）在0～0.2s内，I1=2×10-3A，
    U2=I1R2=2×10-3A×103Ω=2V，
    U1=U-U2=3V-2V=1V，
    W1=U1I1t1=1V×2×10-3A×0.2s=4×10-4J，
    在0.2s～0.3s内，I2=1×10-3A，
    U3=I2R2=1×10-3A×103Ω=1V，
    U4=U-U3=3V-1V=2V，
    W2=U4I2t2=2V×1×10-3A×0.1s=2×10-4J，
    在1min内，W=$\frac{60s}{0.3s}$×（W1+W2）=200×（4×10-4J+2×10-4J）=0.12J．
    答：（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为8N，方向竖直向上；
    （2）每个产品的重力为8N；
    （3）每个产品的边长为0.1m，产品的间隔为0.2m；每个产品对传送带的压强大小为800Pa；
    （4）传送带匀速运输产品过程中lmin内光敏电阻R1消耗的电能为0.12J．

    点评 本题为力学和电学综合题，考查了学生对速度公式、压强公式、欧姆定律、电功公式的了解和掌握，能从电路计数器上得出相关信息是本题的关键．

    练习册系列答案
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    C．保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移
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