【題目】在探究“同一個燈泡發(fā)光時亮度與電功率的關(guān)系”的實驗中,所用的實驗器材有兩節(jié)蓄電池,額定電壓是2.5V的小燈泡(燈絲電阻約為10Ω,兩端加的最大電壓為額定電壓的1.2倍),額定電壓為2.7V的發(fā)光二極管,滑動變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)、導線等。

(1)小明同學用小燈泡做實驗時連接的部分電路如圖所示,請將實驗電路連接完整。

______

(2)小明同學記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表。

實驗次數(shù)

電壓U/V

電流I/A

電功率P/W

發(fā)光情況

1

3.0

0.34

1.02

較亮

2

2.5

0.30

0.75

正常發(fā)光

3

2.0

0.28

0.56

較暗

根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得出的探究結(jié)論是:_____。

(3)小剛同學用發(fā)光二極管做實驗,發(fā)光二極管是用_____材料制成的。實驗測得發(fā)光二極管正常發(fā)光時的電流是0.02A,則該二極管的額定功率是_____W。

(4)實驗發(fā)現(xiàn)小燈泡與二極管均正常發(fā)光時的亮度相當。結(jié)合小明和小剛的實驗數(shù)據(jù),分析說明小燈泡和發(fā)光二極管哪個更節(jié)能?________

【答案】 燈的實際功率越小,燈越暗 半導體 0.054 燈的消耗的功率為0.75W,而二極管消耗的功率是0.054W,故二極管更節(jié)能

【解析】

(1)測量燈的電功率,電流表與燈串聯(lián),由歐姆定律,求出燈的最大電流確定電流表選用的量程串聯(lián)在電路中,變阻器按一上一下接入電路中;(2)分析表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論;(3)發(fā)光二極管是用半導體材料制成的;由P=U′I求該二極管的額定功率;(4)實驗發(fā)現(xiàn)小燈泡與二極管均正常發(fā)光時的亮度相當。由小明和小剛的實驗數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。

(1)測量燈的電功率,電流表與燈串聯(lián),因燈的最大電壓為2.5V×1.2=3V,由歐姆定律,燈的最大電流約為:I===0.3A,故電流表選用小量程串聯(lián)在電路中,變阻器按一上一下接入電路中,如下所示:

(2)分析表中數(shù)據(jù)可知,燈的實際功率越小,燈越暗;(3)發(fā)光二極管是用半導體材料制成的。實驗測得發(fā)光二極管正常發(fā)光時的電流是0.02A,則該二極管的額定功率是: P=U′I=2.7×0.02A=0.054W。(4)實驗發(fā)現(xiàn)小燈泡與二極管均正常發(fā)光時的亮度相當,由表中數(shù)據(jù)知,燈的消耗的功率為0.75W,而二極管消耗的功率是0.054W,根據(jù)W=Pt,故二極管更節(jié)能。

練習冊系列答案
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【題目】3月22日是國際水資源日,某課外興趣小組對本市自來水供水系統(tǒng)和水質(zhì)進行了如下的實驗。

(1)在調(diào)節(jié)天平時,發(fā)現(xiàn)指針尖對準分度標尺的情況如圖甲所示,此時應將平衡螺母向_____(選填“左“或“右“)端調(diào)。

(2)實驗操作正確,測出自來水和杯子的總質(zhì)量為118.8g,將部分水倒入量筒,測出量筒中水的體積如圖乙所示,測出剩余自來水和杯子的總質(zhì)量如圖丙所示;根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù),計算出自來水的密度為_____g/cm3。

(3)在向量筒倒入自來水時,如果不慎有水濺出,則測出的自來水密度會_____(選填“偏大”、“偏小“或“不變“)。

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【題目】某品牌電熱水壺的加熱功率為1000W,在一個標準大氣壓下,該電熱壺正常工作7min,將一壺初溫為25℃、質(zhì)量為1kg的水加熱至85℃, [c=4.2×103J/(kg℃)]求:

(1)電熱水壺正常工作7min消耗的電能;

(2)在此過程中,水吸收的熱量;

(3)該電熱水壺的效率。

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【題目】在“測量小燈泡電功率”的實驗中,器材有“3.8V”的小燈泡、“10Ω 1A”的滑動變阻器、四節(jié)新干電池(電壓為 6V)等。

(1)請用筆畫線代替導線,將圖甲中的實物電路連接完整。

_______

(2)閉合開關(guān),小明發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,兩電表均無示數(shù)。為了查找故障,他將電壓表拆下,保持電路的其他部分連接完好,在開關(guān)閉合狀態(tài)下,分別將電壓表接在電源、小燈泡 及開關(guān)兩端,發(fā)現(xiàn)只有接在小燈泡兩端時,電壓表無示數(shù),則故障原因是_____。

(3)排除故障后小明繼續(xù)實驗,移動滑動變阻器的滑片到某一位置時,電壓表示數(shù)為 3V,此時應將滑片向_____ (左/右)端移動,直至電壓表的示數(shù)為 3.8V,此時電流表示數(shù)如圖所示,則小燈泡的額定功率是_____W。

(4)小明測量完小燈泡的額定功率后,又閉合開關(guān),移動滑片,記錄電流表和電壓表示數(shù),進行多次實驗,繪制出小燈泡電功率 P 與小燈泡兩端電壓的平方 U2 的關(guān)系圖象,如圖丙的四個圖象中可能正確的是_____,理由是_____。

(5)小明還想探究電流與電阻的關(guān)系,他將電路中的小燈泡換成了定值電阻,阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,根據(jù)現(xiàn)有器材,為了使這四個電阻都能為實驗所用,應控制 定值電阻兩端的電壓不低于___V。

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【題目】如圖所示,電源電壓恒為4.5V,電壓表量程為03V,滑動變阻器規(guī)格為“20Ω 1A”,燈泡L標有“2.5V 1.25W”,在不損壞電路元件的情況下,下列判斷正確的是

A. 電路中電流變化的范圍是0.30.5 A

B. 燈泡的最小功率是0.162 W

C. 滑動變阻器阻值變化的范圍是2.510Ω

D. 該電路的最大功率是2.25W

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【題目】把標有“220V 40W”的燈泡L1“220V 60W”的燈泡L2串聯(lián)接入220V電路兩端,下列說法正確的是( )

A. 兩燈泡的額定電壓都變小了

B. 兩燈泡的額定電功率都變小了

C. 通過燈泡L1的實際電流比L2的實際電流大

D. 燈泡L1兩端的實際電壓比L2兩端的實際電壓大

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【題目】在“測量小燈泡的額定功率”試驗中,燈泡上標有“2.5V”字樣,電源電壓恒定。

(1)請你用筆畫線代替導線,將如圖中的實物電路連接完整。

_____

(2)在移動變阻器滑片的過程中,眼睛應注視的_____表的示數(shù),直至燈泡正常發(fā)光,此時電流表的示數(shù)如圖所示,則燈泡的額定功率為_____W.小華進行了四次測量,并將有關(guān)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象記錄在表格中。實驗得出的結(jié)論是:小燈泡的實際電功率_____,燈泡越亮。

次數(shù)

電壓

U/V

電流

I/A

實際電功率

P/W

小燈泡亮度

1

0.5

0.12

0.06

不亮

2

1.5

0.20

0.30

偏暗

3

2.5

0.40

正常

4

2.8

0.45

1.26

更亮

(3)完成上述實驗后,小聰向老師要了一個已知阻值為R0的電阻和一個單刀雙擲開關(guān),借助部分現(xiàn)有的實驗器材,設計了如圖所示的電路,也測出了燈泡的額定功率。請完成下列實驗步驟:

①閉合開關(guān)S1,將S2撥到觸點_____(選填“1”或“2”),移動滑片,使電壓表的示數(shù)為_____V;

②再將開關(guān)S2撥到觸點_____(選填“1”或“2”),保持滑片的位置不動,讀出電壓表的示數(shù)U;

③燈泡額定功率的表達式為P_____(用已知量和測量量表示)。

(4)小紅在小聰?shù)膶嶒灮A上只把電壓表換成電流表同樣也測出了小燈泡的電功率,請在方框內(nèi)畫出小紅設計的電路圖

_____

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【題目】如圖所示,是某種電熱飲水機的簡化電路示意圖。它有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)(由機內(nèi)溫控開關(guān)S0自動控制),閱讀該飲水機說明書可知:熱水箱容積2L,額定電壓220V,加熱時的功率400W,保溫時的功率40W.求:試問:

(1)飲水機處于保溫狀態(tài)時溫控開關(guān)S0應處于什么狀態(tài)?

(2)R1和R2的電阻值各是多大?

(3)在用電高峰期,該飲水機的實際工作電壓只有200V,加熱效率為80%,若將裝滿水箱的水從20℃加熱至100℃,需要多長時間?(c=4.2×103J/(kgm3),ρ=1.0×103kg/m3,忽略溫度對電阻的影響)

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【題目】工人師傅利用如圖所示的兩種方式,將重均為300N的貨物從圖示位置向上緩慢提升0.5m。F1、F2始終沿豎直方向;圖甲中OB=2OA,圖乙中動滑輪重為60N,重物上升速度為0.01m/s。不計杠桿重、繩重和摩擦,則下列說法正確的是

A. 甲乙兩種方式都省一半的力

B. 甲方式F1由150N逐漸變大

C. 乙方式的有用功是180J

D. 乙方式F2的功率為3.6W

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