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人体永动机——靠体温发电能亮的手电筒
备用手电筒一般都是放在家里某个角落里,停电了找东西时才用到,但放置时间久了又没有充电的话,使用起来会发现没电了,那是很气人的 。 但是,今天介绍的这款手电筒就可以避免这种尴尬,它是一款既不需要电池,也不需要太阳能,更不利用风力,而是靠人体体温发电的手电筒-----Lumen手电筒 。 它外形并没有什么特别,就像一张电话卡,如左图所示,其内置一颗温差电池,只要外部环境温度低于体温,将手指放在上面就能利用温差来为小电筒供电,如右图所示 。 这就是体温发电 。 体温发电是通过半导体,利用温差来获取电能 。 温差发电的基本原理是“泽贝克”效应,即两种不同的金属连接起来构成一个闭合回路时,如果两个连接点的温度不一样,就能产生微小的电压,且温差越大,产生的电压越大 。
Lumen就是利用了这一原理,其上配备一个热电发电机( TEG )的陶瓷部件,它的上部可以感受你手指的温度,下部感受环境温度,再通过两者的温度差进行发电,进而让手电筒工作 。
如果环境温度为 28 摄氏度,Lumen 就相当于在 3V 电压下产生 15mA 的电流,过多的电能将被储存在内置的电容器里 。
Lumen手电筒比起传统手电筒来说,照明功率偏小,但光通量更大,更方便在照明不良情况下找寻物体,安全导航以及在黑暗中阅读 。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)体温发电的根本原理是人体和周围环境间存在________;
(2)除了文中所讲利用体温发电比用电池供电的优点外,你觉得还有哪些?说一点即可____
(3)实际使用中利用体温发电能获得大范围的电压值吗?为什么?____
小明在学习电学知识时用如图所示电路进行探究学习.他首先在图中a、b两点间接入一个电阻,然后又在a、b两点间串联接入两个电阻,并依此方式串联接入不同数目的电阻分别进行实验.他观察发现,每多接入一个电阻,电流表的示数就减小一些,于是他得出结论,在任何情况下,电路中接入的电阻数目越多,电流越小.请你利用图所示的实验器材及一些定值电阻,设计一个实验说明小明的结论是错误的.
(1)在图中a、b两点间补充完成你所设计的实验电路图.
(2)根据实验现象简要说明小明的结论是错误的.
如图所示的电路,闭合开关后,灯泡L1、 L2均不亮。小红猜想可能是灯 L2断路了,她想验证自己的猜想是否正确,请你帮她选用合适的器材,验证她的猜想是否正确。(电路中只有一处故障)
(1)选用器材:_________;
(2)写出实验步骤,说明判断的猜想是否正确_______。
小亮利用阻值为 R0的定值电阻和一块电流表测量未知电阻RX 的阻值。他选择了满足实验要求的器材,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)为了测出电阻RX的阻值,请添加一根导线完成图所示实验电路的连接_________;
(2)开关 S1、S2都闭合时,电流表的示数为 I1;只闭合开关S2时,电流表的示数为I2,请用 I1、 I2 和R0表示RX,则RX=__________。
如图所示,在探究电流做功与哪些因素有关的实验中,小电动机通过细线将砝码吊起。
(1)此实验中,当电流做功时,电能主要转化为 _____________能。
(2)实验中,将一段时间电流做功的多少转化为____________来比较。
实验桌上有如下实验器材:满足实验要求的电源、小灯泡、滑动变阻器、开关各一个,已调零的电流表、电压表各一块,导线若干。请利用上述实验器材设计一个实验,探究“通过小灯泡的电流与其两端的电压是否成正比”。 某同学进行正确操作和记录后,利用所测数据,绘制出通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图所示。根据图像可知,当小灯泡两端电压 U =2.5V时,小灯泡的电阻值 R =______Ω。由图像可看出通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,这是由于_______。