快速充电技术
智能手机的日益进步,使手机的耗电量急速上升,为保证手机的续航时间,其内部搭载电池的容量也日益增大,如何快速将手机充满电呢?于是,手机快速充电技术应运而生。
手机电池容量等于充电电流与充电时间的乘积,即:
手机电池容量=充电电流×充电时间
智能手机的电池容量普遍在3000mAh上下,若充电电流为1A,则为电池充满电需要3小时左右,快充技术能将时间压缩到1小时左右,而就在最近,这项技术又有新突破,现在已经出现只需要半个多小时即可将一块容量为5000mAh的电池完全充满的快充技术。从物理学角度看,充电功率等于充电电压与充电电流的乘积。在电池容量一定的情况下,功率大小标志着充电的快慢,当前缩短充电时间的方式主要有以下三种:
1电流恒定、增大电压:普通充电器电流维持在1A的条件下,将220V电源电压降至5V充电器电压,5V充电器电压再降到电池电压。当充电器电压增至9v时,理论上可以将充电时间压缩到50%,但是由于手机内部需要进行一次降压过程,而这一过程会放出较多的热量,导致充电器、手机发热。
2电压恒定、增大电流:该技术在恒定的低电压条件下,通过增加多条并联电路,提高电流总和值。电路并联分流之后,每部分模块承担的电功率并不大,可以很好地控制电路散热,避免手机发烫。
3将上述两种方案合并的快充技术:充电器内部芯片和手机沟通后,确认手机支持何种快充方案,然后以对应的方案为手机充电。例如图22中的充电器就支持两种快充方案。
随着快速充电技术的不断进步,未来还将有更多更大功率,兼容性更强,发热更小,更便携的充电器不断问世,为大屏养手机多样华、实用化的推广提供保障。
请根据上述阅读材料,回答下列各题:
(1)充电器为手机充电时,电流通过电池,把电能转化为_____能;在电池容量一定的情况下,_____标志着充电的快慢。
(2)图所示的充电器的最大输出功率是__________W。
(3)若用1小时就能将电池容量是5000mAh的手机充满电,则充电电流为__________A。
为验证“在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多”,某学将烧瓶内装上一定质量的煤油,将阻值不变的电阻丝R浸没在煤油中,并插好温度计,再将此装置连入实验电路中,如图所示。
(1)该实验设计可以通过煤油的__________(选填“温度”或“温度变化”)表示电流通过电阻丝产生热量的多少。
(2)该实验需要的测量工具有温度计、电流表和_______________。
(3)请在方框内画出实验数据记录表格。
(________)
(4)实验中,该同学发现在开关闭合后的较长时间内,电流表一直有明显的示数,但温度计示数始终无变化。用电压表检查电路时发现电阻丝R两端电压为零,从而可以判断电路故障是:__________。
在学习“电流与电压和电阻的关系”时,小阳设计了图所示的电路图,其中R是电阻箱是滑动变阻器。为了探究电流与电压的关系,他进行了下面的主要操作:
①按照电路图连接电路,将滑动变阻器阻值调到最大。
②将电阻箱调到适当阻值,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某位置,记录电压表示数U和电流表示数I。
③断开开关,保持滑动变阻器阻值不变,改变电阻箱的阻值,闭合开关,记录电压表和电流表的示数。
④仿照步骤③再做多次实验。
(1)老师指出该实验步骤③中存在问题,请你写出正确的实验操作:__________。
(2)通过正确的实验操作,他收集到了实验数据,并利用这些数据在图中绘制出电流与电压的关系图象。由图象可以得到的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压__________。
(3)你可以通过图象推算,本次实验中电阻箱接入电路的阻值为__________Ω。
(4)在不拆改电路的条件下,利用图所设计的电路图__________(选填“可以”或“不能”)探究电流跟电阻的关系。
在家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根导线连接起来,而连接处往往比别处电阻大,更容易发热,加速老化,甚至引起火灾。请结合你学习的电学知识,解释一下导线连接处更容易发热的原因。
在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,分别对导体电阻跟它的长度、横截面积、材料有关的猜想进行实验检验。下表中给出了可供选择的几种导体,分别用A-E五个字母代表。请你回答下列问题:
导体代号 | 长度 | 横截面积 | 材料 |
A | 1.0 | 0.4 | 锰铜 |
B | 1.0 | 0.6 | 锰铜 |
C | 0.5 | 0.4 | 锰铜 |
D | 1.0 | 0.6 | 镍铬合金 |
E | 1.5 | 0.4 | 镍铬合金 |
(1)为检验“导体电阻跟横截面积有关”的猜想,应选用__________两个代号的导体。
(2)选用A、E两个代号的导体,__________(选填“可以”或“不能“)检验“导体电阻跟材料有关”的猜想,理由是__________。
(3)进一步研究发现:导体的材料和横截面积一定时,导体的长度越长电阻越大。根据此原理我们制成了滑动变阻器。在图中,把滑动变阻器的AD两个接线柱接入电路,当滑片P向D端移动时,其接入电路的电阻_________ (选填“变大”或“变小”)。
我们在生活中体会到:物体吸收热量的多少与物体的质量和升高的温度有关,那么物体吸收热量的多少与物质的种类是否有关呢?为了探寻答案,小阳准备了图所示的实验装置,其中两个相同的烧杯中分别盛有初温相同、质量相等的水和食用油,两个完全相同的电热器和两支温度计分别浸没在液体中的适当位置。实验数据如下表所示。
种类 | 质量 | 初温 | 末温 | 温度变化 | 加热时间 |
水 | 200 | 20 | 70 | 50 | 170 |
食用油 | 200 | 20 | 70 | 50 | 80 |
(1)本实验中,由于两个电热器每秒放出的热量相等,可认为液体每秒吸收的热量相等。因此,可以通过__________来表示液体吸收热量的多少。
(2)学习电学后,小阳明白了“两个电热器每秒放出的热量相等”的含义,即它们在工作中__________(选填字母)是相同的。
A.电功 B.电功率 C.电热 D.电压
(3)分析实验数据可知:质量相等的水和食用油升高的温度__________(选填“相同”或“不相同”),吸收的热量__________(选填“相等,或“不相等”)。由此可以初步判断出物体吸热多少与物质的种类有关。