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第四代电光源﹣﹣﹣﹣﹣LED光源
如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯,它的主要部分是高亮度白色发光二极管,这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点,是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源,是极具发展前途的新光源。LED的发光原理与白炽灯先发热后发光的原理截然不同,是直接把电能转换成光能的器件,因而其发光效率较高,是新一代固体冷光源,将逐步取代传统光源。图乙是LED的元件实物及符号。
由于二极管具有单向导电性,使用时必须将它的正极与电源正极相连,二极管才能处于导通状态,否则处于截止状态。利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性:把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路,闭合开关S,LED即处于导通状态,调节变阻器滑片,改变LED两端的电压和电路中电流,记录多组电压、电流数据,可以得到电压表与电流表示数关系,如丁所示。
(1)LED灯主要由_____(导体/半导体/超导体)材料制成;它之所以节能,被称为冷光源,是因为电热转换损耗的能量较白炽灯_____(高/低);
(2)在图丙中,闭合S,调节滑动变阻器,使LED正常发光;断开S,改变电源的正负极后再闭合S,LED_____(能/不能)发光;此时两电表的示数为_____
A.4.5V 20mA B.3V 20mA C.4.5V 0mA D.3V 0mA
(3)某个家庭原来全部用白炽灯来照明,平均每月照明用电50kW•h,现全部改用LED灯。相同情况下可节能约70%.已知每消耗l度电相当于排入1.1kg的二氧化碳,则改用LED灯后,这个家庭平均每月能减排二氧化碳约_____kg。
如图是“探究浮力的大小与排开的水所受重力关系”的过程情景,请根据图示完成下面的填空。
(1)实验中的所用圆柱体的重力为_____N。
(2)在如图B中存在的错误是_____。
(3)纠正错误后,继续实验,在图C中圆柱受到的浮力F浮=_____N。
(4)根据如图_____可以得出,圆柱体排开的水所受的重力为_____N。
(5)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力_____物体排开水所受到的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(6)纠正如图B中的错误后,圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,弹簧测力计的示数逐渐减小,水对杯底的压强_____(选填“逐渐增大”、“逐渐减小、“保持不变”)。
无人机航拍影像具有高清晰、高现实性的优点。下表是某小型无人机的部分参数:
参数名称 | 最大飞行半径/km | 最大巡航速度km/h | 电池电压/V | 电池容量/mAh | 电动机额定功率/W | 拍摄速度/帧/秒 |
数据 | 5 | 50 | 24 | 2500 | 20 | 11000 |
(电池容量=放电电流×放电时间,例如,1mAh是指以1mA的电流能连续工作lh。帧/秒是指每秒拍摄的画面数)。
(1)人们是利用遥控器通过_____传输信息操控无人机的,其有效操控距离至少为_____km。
(2)小轿车在高速公路上限速120km/h。如图甲所示,交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测。一辆小轿车在通行0.5m的过程中,高速摄像机拍摄帧数为110帧,据此判断小轿车是否超速?_____(是/否)。
(3)如图乙,是无人机竖直向上运动的v﹣t图象,由图象可知,在0~5s内,无人机受到的升力_____(>/=/<)重力。
(4)电动机是控制无人机飞行状态的关键动力设备,当它正常工作时,12s内消耗的电能是_____J.已知电动机消耗的功率是电源总功率的50%,则无人机在空中以额定功率飞行的时间不能超过_____h。
(5)为增大小型无人机的巡航时间,请从研制方面,提出一条合理化建议:_____。
在如图甲所示的电路中,已知电源为电压可调的直流学生电源,灯泡L1的额定电压为8V,如图乙是灯泡L2的U﹣I图象。
(1)当开关S接a时,电压表的示数为1.2V,电流表的示数为0.3A,求定值电阻R0的阻值;
(2)当开关S接a时,调节电源电压,使灯泡L1正常发光,此时R0消耗的功率为1W,求灯泡L1的额定功率;
(3)开关S接b时,通过调节电源电压使灯泡L1正常发光,求电路消耗的总功率。
扫地机器人是智能家用电器的一种,正逐渐进入我们的生活,如图所示,是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人,已知其质量为3kg,它与地面的有效接触面积为0.01m2.若该机器人工作时功率为75W,在10s内沿直线匀速清扫的距离为5m。
(1)该机器人静止在水平地面上时,对地面的压强是多大?
(2)该机器人在10s内所做的功是多少?
(3)该机器人在沿直线匀速清扫过程中受到的阻力为多少?
如图甲所示是小刚“测小灯泡电功率”的实验电路。其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω.滑动变阻器有A规格“10Ω 2A”、B规格“50Ω 1A”可选。
(1)本实验应该选择_____规格的滑动变阻器。连接电路时开关应断开,闭合开关前,图中滑动变阻器的滑片P应位于_____(选填“A”或“B”)端。
(2)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整。
(______)
(3)检查电路连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是_____。
(4)排除故障后闭合开关,小刚发现电流表和电压表有示数但都很小,且看不到小灯泡发光,其原因是_____
(5)当变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为_____V.要测小灯泡的额定功率,应将滑片P向_____(选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为2.5V。