题目内容
【题目】小东计划用电源电压为6V的学生电源,测量某小灯泡的额定电功率。他观察到小灯泡标注的额定电压为2.5V,咨询老师得知小灯泡电阻约为10Ω。他找来了A、B两个不同规格的滑动变阻器,铭牌分别标有“10Ω 1A” 和 “50Ω 2A”字样:
(1)本实验中小东应该选择______(选填“A”或“B”)滑动变阻器;
(2)他连接了图甲所示的实验电路,其中滑动变阻器还没有接入电路。若实现滑动变阻器滑片向左滑动时,小灯泡发光变亮,他应该接滑动变阻器的_______(选填“a”或“b”)端;
(3)实验中,观察到小灯泡开始发光时,电压表的示数是1.0V。关于电压测量范围的选择有如下四种方案,则应该选用_________方案;
甲:1.0V、2.0V、3.0V 乙:1.0V、2.5V、4.0V
丙:1.0V、1.2V、1.5V 丁:2.0V、2.5V、3.0V
(4)小灯泡发光后,在接下来的实验过程中,小东观察到当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示。则小灯泡的额定功率为________W;
(5)请你帮助小东设计出本实验的数据记录表格;
(______)
(6)小东发现自家电动自行车上的照明灯是由很多个额定电压为3V的小LED灯组成的,而其中一个LED灯的亮度与实验所用小灯泡基本相同。受以上实验启发,他想测量一个LED灯的额定功率。在老师的帮助下,小东将电动自行车上的一个LED灯取下,并将所测电流与电压数据整理并绘制了如图丙所示的I-U图像。请你根据图像所示,尝试通过计算与比较,说明通常LED灯比白炽灯耗电少的可能原因:____。
【答案】B a 丁 0.65
U/V | |||
I/A | |||
P/W |
见解析。
【解析】
(1)[1]当选择“10Ω 1A”的滑动变阻器,已知灯泡电阻约10Ω,根据串联电路的分压原理,当滑动变阻器的阻值调到最大,灯泡两端电压约为3V,超过额定电压,故选滑动变阻器B。
(2)[2]连接滑动变阻器后,滑片靠近已连接的下接线柱,阻值变小。若实现滑动变阻器滑片向左滑动时,小灯泡发光变亮,即阻值变小,故接滑动变阻器的a端。
(3)[3]测量小灯泡的额定电功率,需要进行多次测量,灯泡两端电压在额定电压的0.8倍~1.2倍间,故选丁。
(4)[4] 电流表读数为0.26A,此时小灯泡电压为额定电压2.5V,所以灯泡的额定功率为
(5)[5] 需要测量的值有灯泡两端电压、通过灯泡的电流和计算出来的电功率,并且需要进行多次测量,故表格如图:
U/V | |||
I/A | |||
P/W |
(6)[6] 计算小LED灯在3V时的电功率为0.072W,和亮度基本相同的小灯泡正常发光时的电功率0.65W比较后发现LED的额定功率低很多,所以在相同的工作时间的情况下,LED灯消耗电能更少。
【题目】2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准,小金买了一辆按新国标生产的电动自行车,部分参数如表所示,已知小金质量为60千克,假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。
项目 | 参数 |
最高车速(千来/小时) | 25 |
整车质量(千克) | 40 |
电动自行车最大功率(瓦) | 400 |
(1)车轮上刻花纹的目的是_____;
(2)小金在水平地面骑行时,车轮与地面的总接触面积为50厘米2,则骑行的电动自行车对地面产生的压强是多少帕_______?
(3)小金在水平公路上骑电动自行车,匀速行驶10千米过程中克服阻力做了多少功_______?
(4)若小金骑行过程中电动车以最大功率输出,匀速行驶时的车速为多少_______?