《2025年阳光课堂金牌练习册九年级物理全一册人教版精编版》

如图甲所示,小明在电动机的转动轴上固定一个“山”字形挡光板,利用槽形光耦传感器来测量电动机的转速。槽形光耦传感器两侧分别装有红外发光二极管L,以及阻值为R的光敏电阻,当光敏电阻接收到二极管L发出的红外线时,电阻为0,未接收到红外线时,电阻很大,相当于断路。图乙为测量电路图,电源电压为5V。
(1)闭合开关S后,二极管L正常发光,其两端的电压为1.2V、电流为50mA,则定值电阻的阻值$R_1$为_________Ω；当光敏电阻未接收到红外线时,阻值为$R_2$的定值电阻两端的电压Uab为_________。
(2)a、b、c为电压检测口,图丙是电动机转动过程中,电压检测装置记录下的电压U随时间t的变化图像,则检测的电压U是_________(选填“a、b”“a、c”或“b、c”)间的电压,此时电动机的转速为_________r/s。

(1)闭合开关S后,二极管L正常发光,其两端的电压为1.2V、电流为50mA,则定值电阻的阻值$R_1$为76Ω；当光敏电阻未接收到红外线时,阻值为$R_2$的定值电阻两端的电压Uab为0。
(2)a、b、c为电压检测口,图丙是电动机转动过程中,电压检测装置记录下的电压U随时间t的变化图像,则检测的电压U是a、b(选填“a、b”“a、c”或“b、c”)间的电压,此时电动机的转速为5r/s。

答案：
(1)76 0
(2)a、b 5【解析】
(1)阻值为R₁的定值电阻与发光二极管串联,电路中的电流I=I₁=50mA=0.05A,此定值电阻两端的电压U₁=U-Uₗ=5V-1.2V=3.8V,阻值R₁=U₁/I₁=3.8V/0.05A=76Ω。当光敏电阻未接收到红外线时,相当于断路,阻值为R₂的定值电阻两端没有接入电路,电压Uₐᵦ为0。
(2)当光敏电阻接收到二极管L发出的红外线时,电阻为0,相当于短路,此时b、c间的电压为0,a、b间的电压等于电源电压5V,由于题图丙中电压为0的时间比电压不为0的时间短,结合挡光板挡光的时间很短可知,不接收红外线时的时间短,即a、b间电压为0的时间很短,因而选择a、b作为检测口;由于正常转动时,挡住光的时间为0.01s,有光的时间为0.09s,而山字形挡光板转动一圈挡光两次,故周期为2×(0.01s+0.09s)=0.2s,即每秒转动1/0.2s=5r,转速为5r/s。