题目内容
【题目】小明一家今年回陕北老家过年,在车上,小明拿着爸爸的手机不停地拍着照片,记录沿途美丽的雪景,到了老家,一下车,小明心想:我要从院外一直拍到家里(室内),记下这浓浓的年味,可是刚拍到院子里,手机就没电关机了,可他印象中下车时手机还有30%的电量,这时爸爸过来说:我手机用了快3年了电池不行了,而且外面温度这么低,电池的电量下降的会更快,所以就没电关机了,小明想:电池的电量与使用时间和温度有关系吗?
开学后,在老师的帮助下做了如下实验:电量就是电池容量,是指电池在25℃时存储电量的大小。电池容量的单位是“Ma.h”,中文名称是毫安时(还有另个单位“Ah”,中文名是安时,1Ah=1000mAh)
猜想一:电池容量与使用时间有关
猜想二:电池容量与温度有关
(1)小明借来妈妈前几天刚买的新手机和爸爸的旧手机,在相同的环境温度下给它们都充满电,同时开始播放同一部电影,1.5个小时过后,新手机剩余电量85%,旧手机剩余电量41%.于是他得出结论:在温度相同时,电池使用时间越长,电池容量越小,你认为这一结论对吗?_____(填“对”或“不对”)为什么?_____
(2)小明想拆下手机电池进行猜想二的实验,但发现无法拆卸,于是找来家里强光手电筒上的充电电池,如图所示:
a.充电电池充电时,将电能转化为_____能:理想情况下,一节这种电池充满电所存储的电能为_____
b.小明分别在25℃、5℃、﹣5℃、﹣15℃下进行实验。充放电在同一温度下进行,充电:利用原厂充电器充电,直到指示灯熄灭,表示充满:放电:利用手电筒灯泡放电,直到灯泡熄灭,为了缩短实验时间,将灯泡调至强光挡(10W)进行放电。(实验过程中,电池的使用时间相对于整个电池寿命中的使用时间可以忽略)25℃(室温)直接进行充放电,记录充电和放电时间:5℃、﹣5℃、﹣15℃利用冰箱提供,改造手电筒,将电池和灯泡通过导线分开连接,电池部分在冰箱内部灯泡部分在冰箱外部(原理如上图所示),分别记录三个温度下充电时间和放电时间。数据如下表所示:
温度t/℃ | 充电时间t/h | 放电时间t/h |
25 | 6.66 | 1.55 |
5 | 5.67 | 1.29 |
﹣5 | 5.07 | 1.16 |
﹣15 | 4.48 | 1.03 |
小明通过_____反映电池容量大小,分析表中数据可以得出的结论是_____
(3)小明联想到国家近年大力推广的电动汽车,在冬季使用时是否也存在同样的问题呢?查阅资料后,小明发现确实如此,为了提高电池容量,从而提高电动汽车的续航能力。请你根据猜想二提出一个改进意见________。
【答案】不对 没有控制电池的容量相同 化学 55944J 放电时间 温度越低电池容量越小 在电池周围加电热装置
【解析】
(1)根据控制变量法,要控制两手机的电池容量相同,才能得出:在温度相同时,电池使用时间越长,电池容量越小,故他这一结论不对;
(2)充电电池充电时,消耗电能,产生化学能,将电能转化为化学能:
由图可知,理想情况下,一节这种电池充满电所存储的电能为:W=UIt=3.7V×4200×10-3A×3600s=55944J;
根据题意,利用手电筒灯泡放电,直到灯泡熄灭,故小明通过放电时间反映电池容量大小;纵向分析表中数据可知,温度越低,灯泡放电时间越短,故得出的结论是:温度越低电池容量越小;
(3)因温度越高电池容量越大,故为了提高电池容量,从而提高电动汽车的续航能力,可在电池周围加电热装置。