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太阳能路灯
城市大力发展绿色能源,如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、24V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,工作时能量流程图如图丙.
LED发光二极管是一种半导体器件,它具有工作电压低(2﹣4V)、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 | 1250 |
(1)太阳能电池板将太阳能转化为____能,给蓄电池充电时转化为____能.太阳能是____能源(选填“一次”或“二次”);
(2)为使LED发光二极管正常工作,应将几个LED发光二极管____(选填“串联”或“并联”)才能安全使用;
(3)如图乙所示,晚上LED发光二极管点亮时控制开关S与____(选填“a”或“b”)触点接触;
(4)这种LED发光二极管的电压从2.5V变化到3.6V时,LED的电功率增加了____W。
小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关,于是设计了如图甲、乙所示的实验,探究动能的大小与哪些因素有关。
(1)让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示。
(2)让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示。
上述甲、乙两组实验中:
①乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时,具有相同的_____。
②选用图甲探究的是动能与_____的关系,理由是:两球_____相等;得出的结论是:_____。
③物理研究方法有许多,如等效替代法、类比法、对比法、控制变量法。本实验中运用了两种研究方法,用纸盒移动的距离长短来表示小球动能的大小运用了_____法。
认识短路的危害
设计实验
目的:认识短路的危害
器材:低压电源(直流6 V)、开关、额定电流为1 A的保险丝、额定电压为6 V的灯泡、
导线、电流表(演示电流表,0~5 A档)
进行实验
(1)在图中,CD间接上一段保险丝,AB间接入电流表,其它部分按图所示连接好电路.
(2)当开关闭合时,灯泡________(填“发光”或“不发光”),电流表________(填“有”或“无”)示数.
(3)断开开关,在B、D间接一根粗铜丝,当闭合开关的瞬间,你将会观察到________
A.电流表的指针迅速摆动较大的幅度,保险丝也随即熔断
B.电流表的指针无示数,保险丝不会熔断
C.电流表读数稳定不变,灯泡正常发光
D.电流表读数稳定不变,灯泡不亮
分析论证
B、D间接入铜丝时,灯泡被短路.根据欧姆定律知道,闭合开关的瞬间,线路中的电流________,通过保险丝和导线的电流________,但是保险丝的电阻比导线大很多,在电流相同时,导体的电功率跟电阻成________比,所以保险丝的电功率比铜丝的电功率大得多,使保险丝的温度升高,这实际是我们学过的电流的________效应.
应急照明灯是在正常照明电源发生故障时,能持续照明而不间断工作的一类灯具,如图所示,当照明电路突然停电时,应急照明灯通过自动控制电路及相关部件自动把灯泡跟蓄电池接通,从而实现自动应急照明.下表为某型号应急照明灯的主要技术数据:
应急照明光源 蓄电池
种类 | 数量 | 灯泡额定电压 | 应急照明功率 | 类别 | 额定电压 | 容量 |
灯泡 | 2只 | 2.4V | 0.96W×2 | Ni﹣Cd | 2.4V | 1.8Ah |
求:
(1)根据上述技术数据,判断两灯的连接方式,并简要说明理由;
(2)单只灯泡正常发光时的电流;
(3)单只灯泡正常发光时的电阻;
(4)根据蓄电池的“额定电压”和“容量”(容量“1.8Ah”指的是如果放电电流为1.8A,那供电时间约1小时),估算这种蓄电池最多可储存的电能;
(5)蓄电池充满电后,可以实现的最长连续应急照明的时间。
一辆汽车以72 km/h的速度匀速行驶10 min,消耗的汽油为1.2 kg。汽车匀速行驶时受到的牵引力F=1.2×103N,汽油的热值q=4.6×107J/kg。问:
(1)这段时间内汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少?
(3)该汽车的效率是多少?
在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω)。
(1)为了能顺利完成该实验,下列两种规格的滑动变阻器应选用_____(选填字母)。
A.“10Ω0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω0.5A”的滑动变阻器
(2)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整。
(______)
(3)闭合开关前,应将图甲中的滑动变阻器的滑片滑到_____(选填“A”或“B”)端。
(4)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数。若电路只有一处故障,则故障原因是_____。
(5)排除故障后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,其读数是_____V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向_____(选填“A”或“B”)端移动。
(6)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,分析图像可知:
①该小灯泡正常发光时的额定功率为_____W;
②小灯泡灯丝的电阻是变化的,主要是受_____变化的影响。