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太阳能路灯
城市大力发展绿色能源,图甲是城市道路两边的太阳能路灯,它由太阳能电池板、控制器、24 V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成.它的结构示意图如图乙所示,工作时能量流程图如图丙所示.
LED发光二极管是一种半导体器件,它具有工作电压低(2~4 V)、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点.它与普通的白炽灯发光原理不同,可以把电直接转化为光.实验测得LED发光二极管两端加不同电压时的电流,数据如下表:
电压/V | 1 | 1.5 | 2.0 | 2.3 | 2.5 | 2.8 | 3.0 | 3.3 | 3.5 | 3.6 | 3.7 |
电流/mA | 0 | 0 | 0 | 5 | 10 | 60 | 160 | 380 | 690 | 900 | 1 250 |
(1)为使LED发光二极管正常工作,应将几个LED发光二极管_______(填“串联”或“并联”)才能安全使用.
(2)如图乙所示,晚上LED发光二极管点亮时控制开关S与____(填“a”或“b”)触点接触.
(3)这种LED发光二极管的电压从2.5 V变化到3.6 V时,LED的电功率增加了_____W.
根据下列两个实验,回答相关问题:
(1)电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程,一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出.小明同学为了“探究影响电流做功的因素”,设计了如图所示的实验,通过此实验可以较形象的比较出电流做功的多少.该实验是通过观察_________比较电流在不同情况下做功多少的,此过程中是把电能转化为________能;将滑动变阻器的滑片P向左调节时,电流表和电压表的示数都变大,相同时间内物体被吊起的度度也变大了,这说明_____________________________________.
(2)实际生活中,用电器接通电源后,都伴有热量的产生,小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用了如图所示的实验装置,其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连,实验前U形管两端液面相平,将1、2和3、4导线分别接到电源两端.
在实验过程中,通过观察U形管中______的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少:图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与______的关系,图乙所示的装置是用来研究通过电阻丝产生的热量与_______的关系,综合分析图甲乙两装置的实验现象,可以得出的结论是_______.
如图甲所示电路,R2为定值电阻,电源电压不变,闭合开关S,将滑片P从b端移动到a端的过程中,电流表和电压表示数变化关系如图乙所示.求:
(1)电源电压U;
(2)定值电阻R2的阻值.
几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字.现在市场上流行如图所示的新型电饭锅,采用“聪明火”技术,电脑智能控温、控压,智能化控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的口感和营养,其简化电路如图甲所示.R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关.把电饭锅接入220V的电路中,在电饭锅工作的30min内,电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示.求:
(1)S和S1都闭合时电饭锅的电功率;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)这30min内电饭锅产生的热量.
某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率,待测小灯泡L的额定电压为3.8 V,额定功率小于1 W,电源电压恒为6 V,滑动变阻器R的规格为“20 Ω 1 A”,图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路.
(1)请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整.
(_______)
(2)正确连接完电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数明显,仔细检查,连接无误,那么出现该状况的原因应该是________(选填字母).
A.电流表内部断路了 B.灯泡的灯丝断了
C.灯座内部出现了短路 D.滑动变阻器的电阻线断了
(3)排除故障后,通过正确操作,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,其值为_______A,小灯泡的额定功率为________W.
(4)测出小灯泡的额定功率后,再测大于小灯泡额定功率的实际功率,应将滑动变阻器的滑片向______ (选填“左”或“右”)端滑动.
(5)测量小灯泡的电功率_________(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值,原因是________.
(6)图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图,测量后他们对测量结果进行了误差分析,考虑电表本身对电路的影响,该电路主要是由于所测_______(选填“电压”或“电流”)值偏大引起小灯泡电功率偏大的.
小张同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中,所用器材如下:两节新干电池,标有2.5 V相同规格的小灯泡若干,两个滑动变阻器R1“10 Ω 1 A”、R2“20 Ω 2 A”,开关、导线若干.
(1)闭合开关前,应将滑片移至_____(选填“A”或“B”)端.正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小张发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎未偏转,电压表有示数,则故障原因可能是______(选填字母).
A.小灯泡短路 B.滑动变阻器短路 C.小灯泡断路 D.滑动变阻器断路
(2)排除故障后,移动滑片P,依次测得6组数据,如表一所示.其中第2次实验时电流表表盘如图丙,此时电路中的电流为____A;第4次实验时灯泡电阻值为____Ω.
(3)小张将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻,这种数据处理方式是________(选填“合理”或“不合理”)的.
表一
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压(U)/V | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 2.8 |
电流(I)/A | 0.16 |
| 0.22 | 0.25 | 0.28 | 0.29 |
电阻(R)/Ω | 3.1 |
| 6.8 |
| 8.9 | 9.7 |
表二
实验次数 | 1 | 2 | 3 |
电阻(R)/Ω | 5 | 10 | 20 |
电流(I)/A | 0.30 | 0.20 | 0.12 |
(4)小张继续用图乙所示装置来探究“电流与电阻的关系”.他分别把阻值准确的5 Ω、10 Ω、20 Ω的定值电阻接入原小灯泡的位置,通过实验,记录电流表示数如表二所示.他发现通过导体的电流跟电阻不成反比,其原因可能是_____________.