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【题目】第四代光源- LED光源

如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯,它的主要部分是高亮度白色发光二极管,这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点,是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源,是极具发展前途的新光源。LED的发光原理与白炽灯先发热后发光的原理截然不同,是直接把电能转换成光能的器件,因而其发光效率较高,是新一代固体冷光源,将逐步取代传统光源。图乙是LED的元件实物及符号。

由于二极管具有单向导电性,使用时必须将它的正极与电源正极相连,二极管才能处于导通状态,否则处于截止状态。利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性:把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路,闭合开关S, LED即处于导通状态,调节变阻器滑片,改变LED两端的电压和电路中电流,记录多组电压、电流数据,可以得到电压表与电流表示数关系,如丁所示。

(1) LED灯主要由_____ (导体/半导体/超导体)材料制成;它之所以节能,被称为冷光源,是因为电热转换损耗的能量较白炽灯_____- ( /);

(2)图丙中,闭合S,调节滑动变阻器,使LED正常发光;断开s,改变电源的正负极后再闭合SLED___ (/不能)发光;此时两电表的示数为___

A.4.5V 20mA B.3V 20mA

C.4.5V 0mA D.3V 0mA

【答案】半导体 不能 C

【解析】

(1)[1][2]由材料可知:二极管是由半导体做成的器件;发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点,所以,LED灯主要由半导体材料制成:节能被称为冷光源,是因为电热转换损耗的能量较白炽灯低.

(2)[3][4]闭合开关SLED发光;断开s,改变电源的正负极后闭合SLED由于具有单向导电性,所以电路处于开路状态,LED不能发光;此时电压表示数为电源电压4.5V,电流表的示数为0,故选C

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【题目】实验桌上有如下器材:符合实验要求的电源一个、已调零的电流表和电压表各一只、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。某同学从实验桌上选择适当器材,探究“当通过电阻的电流保持不变时,电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”。该同学设计的电路如图所示,主要的实验步骤和数据记录结果如下:

①断开开关S,按照电路图连接电路,把滑动变阻器的滑片P调到接入电路阻值最大的位置。

②闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P到适当位置,用电压表和电流表分别测出R两端的电压U和通过R的电流I,把数据RUI记录在表格中,断开开关S

③更换接入电路中的电阻R,闭合开关S,用电压表和电流表分别测出R两端的电压U和通过R的电流I,把数据RUI记录在表格中,断开开关S

④仿照步骤③,再进行四次实验,将各次实验数据RUI记录在表格中。

⑤利用公式P=UI分别计算出各电阻R消耗的功率P,把数据记录在表格中。

数据记录结果

R/Ω

2

4

7

10

15

20

U/V

1.0

1.6

2.4

2.9

3.5

4.0

I/A

0.50

0.40

0.34

0.30

0.24

0.20

P/W

0.50

0.64

0.82

0.87

0.84

0.80

根据以上实验过程,回答下列问题:

1)该同学的探究过程中存在的问题是__________________________

2)请你针对该同学探究过程中存在的问题,写出改正措施:__________________

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【题目】工人用如图所示的滑轮组提升建材,工人的重力是700N,双脚与地面的接触面积是500cm2.他将540N的建材匀速提升了3m,滑轮组的机械效率是90%.试求:

(1)提升建材所做的有用功是多少?

(2)工人对绳子的拉力是多少?

(3)提升建材时,工人对地面的压强是多少?

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【题目】某品牌电热取暖器的工作原理如图所示,它设计有两种基本工作状态,分别是高温制热档和低温保温档,其虚线框内为该取暖器的发热主体,已知R1=60.5ΩR2=2139.5Ω(忽略温度对电阻的影响)。求:

1)开关S处于什么状态时,取暖器处于高温制热工作状态?它的功率是多大?

2)该取暖器低温保温时,电路中的电流是多大?20min产生的热量是多少?

3)如果要将低温保温档的功率提升18W,请通过计算提出如何改进?

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【题目】如图所示是电阻甲和乙的UI图象,下列说法中正确的是(

A.电阻甲和乙都是阻值不变的电阻

B.当乙两端电压为2V时,R

C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电路的总电压为3V

D.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路的总电流为0.4A

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【题目】分析大气压强的变化可以判断大气环流的方向,预报相关气象情况。气象站用气压计采集某区域同一时刻近地面不同地点的大气压,并将气压相等的各点连起来,绘成“等气压线”,如图所示。

等气压线的特征

一般天气特征

等气压线闭合,四周气压低于中心气压

晴朗

等气压线闭合,四周气压高于中心气压

阴雨

①你认为采集数据时,应使近地面不同地点_______,理由是_______

②根据A处风的方向,可判断A处气压_______B处气压;结合上表,可判断该区域一般天气特征为______

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【题目】如图所示,电源电压保持不变,当闭合开关S1,灯泡L1正常发光,再闭合开关S2,则整个电路的

A.总电阻增大,L1亮度变小,总功率变小

B.总电阻减小,L1亮度变大,总功率变小

C.总电阻减小,L1亮度不变,总功率变大

D.总电阻增大,L1亮度不变,总功率变大

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【题目】阅读《磁卡与 IC 卡》

磁卡与 IC

随着信息技术的发展,作为信息记录载体的磁卡和IC 卡已被广泛的应用于日常生活。使用这两种卡片的过程就是数据读取和写入的过程。

磁卡背面有一根条形的磁性带,通常称为磁条,用以储存持卡人的信息,如图甲所示。磁卡数据的读取和写入主要靠读卡器的磁头完成,磁头内部有一个软磁材料制成的环形铁芯,上面绕有线圈,铁芯上还有一条很窄的缝隙,缝隙可以与磁卡接触,如图 乙所示。当线圈中通入电流时,由于电流的磁效应,缝隙处就会产生磁场,写入数据时,给线圈中通入随数据变化的电流,同时让磁头和磁卡发生相对运动,则当磁卡上的磁性物质通过缝隙时,便随着电流的变化而不同程度地被磁化,从而达到写入数据的目的。数据读取是写入的逆过程,磁头与磁卡发生相对运动时,磁头的线圈中会产生随磁性强弱变化的电流,对该电流进一步处理,就可读出数据。

IC 卡全称是集成电路卡,它是把具有存储、加密及数据处理能力的集成电路芯片镶嵌于塑料卡片中制成的。IC 卡可分为接触式 IC 卡和非接触式 IC 卡。接触式 IC 卡的芯片金属触点暴露在外,如下图甲所示,通过芯片上的触点与外界读卡器接触交换信息,例如电话卡等。非接触式 IC 卡的芯片全部封装于卡片内,没有暴露的金属触点,卡本身没有电源,如下图乙所示,它是通过 IC 卡上的线圈感应读卡器辐射出的电磁波产生电流作为电源,并再通过该线圈向读卡器辐射出电磁波来传送数据,例如公交卡、第二代身份证等。

请根据上述材料,回答下列问题:

1)磁卡是利用_____储存信息的,磁卡读卡器读取数据时的原理与_____的原理类似。(选填“发电机”或“电动机”)

2)非接触式 IC 卡是利用_____与读卡器传递数据信号的。

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