如图甲所示为一个LED节能灯,它是用高亮度白色发光二极管做光源.某校科技活动组用以下方法来研究家用电灯和LED节能灯的发光效率:将额定功率均为15W的普通节能灯、白炽灯和LED节能灯依次接入同一照明电路,分别开灯10min,让温度计的玻璃泡放在距离亮灯大约2cm处,测出各自的温度.然后,把光敏电阻与电流表按图乙连成电路(该光敏电阻的阻值与光照强度成反比),再在暗室中将这三盏灯依次接入同一照明电路,并放在光敏电阻正上方30cm处的同一位置,读出相应的电流,
灯泡类型 | 温度、 | 电流表示数、mA |
LED节能灯 | 32 | 80 |
白炽灯 | 70 | 8 |
普通节能灯 | 43 | 20 |
根据他们的实验记录完成下列问题:
(1)电流通过电灯电能转化为______能和______能.
(2)电能转化为内能最多的是______ 灯;发光亮度最大的是______灯.
(3)从表中数据看出,灯附近的温度越低,图乙电路中电流表的示数就越______,这说明灯将电能转化为光能越______.
(4)15W的LED节能灯的发光亮度大约与______W普通节能灯相当.
考点分析:
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某公司李总发现他的小车油量表失灵了,打开一看,发现R/烧坏了,不知它属于什么型号.再看变阻器R的铭牌,上面标有“50Ω 1A”的字样,为了确定被烧焦的电阻R/,他拆下车上的油量表另外找来电源、滑动变阻器R
1、定值电阻R
2、电压表和开关等器材,用导线连接成如图乙所示的电路进行实验,通过调节滑动变阻器R1的滑片P的位置,得到如下表所示的数据(其中R
2=5Ω).油箱内无油时,P在b端;油箱装满时,P在a端.
电压表示数/V | 0.5 | 1 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
油量表示数/V | | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
(1)油量表有最大读数时,通过油量表的电流强度是多少?
(2)图甲中被烧焦的电阻R′的阻值是多少?
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一标有“6V 3W”的灯泡,正常发光.求:
(1)通过灯泡的电流和灯泡电阻.
(2)正常工作1分钟时,电流做的功.
(3)现要把它接到9V电源上,使它正常发光,应串联一个多大的电阻?
(4)现把它接到3V电源上,求灯的实际功率(假设灯泡电阻不变)
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课外综合实践活动中,小华等同学将两只“3.8V 0.3A”的小灯泡连接成串联电路,实验时不慎把甲灯泡的玻璃外壳打碎了,让小华惊奇的是,原来发光较弱的甲灯泡不发光了,而乙灯泡不仅没熄灭,反而更亮了.仔细观察电路后,还发现这时电压表的示数为1.6V(电压表测甲灯泡两端的电压).电源电压为4V.小华对此产生了疑问:玻璃外壳打碎后,甲灯仍有电流通过为什么不发光呢?小组的同学提出了以下两种猜想:
猜想1:甲灯中的电流可能小于外壳打碎前的电流.
猜想2:甲灯的实际功率可能小于可以发光的功率.
请回答下列问题:
(1)根据所学知识,他们经过讨论,断定猜想1是______(正确/错误)的,你认为他们判断所依据的现象是______.
(2)为了验证猜想2,由于手头没有电流表,小华通过查阅有关资料获得“3.8V 0.3A”小灯泡的电流随电压变化的数据,以及不同电压下的发光情况(如下表所示),并作出了该灯泡电流随电压的变化图象.
电压U/V | | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 |
电流I/A | | 0.12 | 0.16 | 0.20 | 0.22 | 0.25 | 0.27 | 0.29 | 0.31 |
灯泡发光情况 | 不发光 | 发光,由暗渐渐变亮 |
由试题中信息和前面的讨论,可以判断猜想2是______(正确/错误)的,写出析(计算)推理的过程.
(3)甲灯泡的玻璃外壳打碎后,引起灯泡从发光较弱到不发光的因素究竟是什么?同组的小兰同学联想到,刚从炼钢炉里倒出来的钢水,温度很高,发出耀眼的白炽光.一段时间后,温度降低,钢水凝固,发出红光直至不发光,提出新的猜想:甲灯灯丝的玻璃外壳打碎后,灯丝可能因______而不发光,为了验证猜想,小兰等同学在前面实验的基础上,适当调高电源的电压后,观察到甲灯泡灯丝发出微弱的红光,但在短时间内灯丝就烧断了,至此,你认为小灯泡玻璃外壳的作用是______(只要写出其中的一点).
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在“探究灯泡的电功率跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下猜想:
甲:电功率跟电流有关,电流越高,电功率越大.
乙:电功率跟电压有关,电压越大,电功率越大.
(1)小明同学就猜想甲进行了如下探究:
A.按照如图所示连好电路;
B.更换不同规格的灯泡,移动滑动变阻器R的滑片,分别记下电流表的读数和灯泡的亮度.实验结果如下:
实验次数 | 所用灯泡 | 电流表读数 | 灯泡亮度 |
1 | 灯泡1 | 0.1A | 很暗 |
2 | 灯泡2 | 0.2A | 较暗 |
3 | 灯泡3 | 0.3A | 较亮 |
4 | 灯泡4 | 0.4A | 很亮 |
C.小明由此得出:电功率跟电流有关,电流越高,电功率越大.
请你对小明的实验过程进行评估,他的实验有什么不合理之处?应如何改进?
不合理之处:______.
改进方法:______.
(2)现有如下器材:不同规格的灯泡2个、电源1个、开关1个、电压表2只、导线若干,请你设计一个实验电路来验证猜想乙,并把电路图画在方框内.
(3)探究出电功率跟电压和电流的关系后,爱动脑筋的小明猜想:“电功率跟电阻之间也可能有一定的关系.”于是,他向老师借了一些定值电阻和其它相关器材进行实验,其实验数据如表一、表二所示.
表一
R/Ω | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 |
I/A | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
U/v | 1 | 2 | 3 | 4 | 6 |
P/w | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.2 |
表二
R/Ω | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 |
I/A | 1.2 | 0.6 | 0.4 | 0.3 | 0.2 |
U/v | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
P/w | 7.2 | 3.6 | 2.4 | 1.8 | 1.2 |
根据表一中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是:______.
根据表二中的数据可以得出电功率跟电阻阻值之间的关系是:______.
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为了探究电流产生的热量跟什么因素有关,王军设计了如图所示的甲、乙两种装置,他将两端阻值不同的电阻丝(R
1<R
2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与相同的气球相连,两次实验电源电压不变.
(1)在这个实验中,电流产生的热量多少是通过______体现出来的,像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫“转换法”,这种方法在物理学研究中经常用到,请举一例:______.
(2)甲装置可探究电流产生的热量与______的关系.
(3)在装置甲、乙的来两次实验中,通过比较相同时间里气球B与D的变化情况可探究电流产生的热量与______的关系.
(4)在甲、乙两装置同时实验,在相同的通电时间里,与气球______(填气球字母标号)相通的电阻丝产生热量最多.
(5)教材上的实验装置如图丙所示(烧瓶与图中的相同).比较甲、乙和丙图所示的两种不同的实验装置,你认为较好的装置是______,理由是:______.
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