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16.LED是人类继爱迪生发明白炽灯之后最伟大的发明之一,它是一种新型节能、环保的光源产品.LED 灯发光的颜色还会随其两端电压的变化而变化,对应关系如表.某同学用一盏LED灯与一个50Ω的定值电阻组成如图所示的电路,已知电源电压保持为4.2V不变.请回答下列问题:
两端的电压/V22.43.2
LED灯的颜色
(1)闭合开关S,若毫安表(为读数更精确的电流表)的读数为20mA,通过计算说明,此时LED灯发出的光是什么颜色?
(2)闭合开关S,若R的实际功率为0.08W,求此时:
①电路中的电流是多大?
②10min内LED灯消耗的电能是多少焦耳?

分析 (1)一个LED与50Ω的定值电阻R串联,知道电路中的电流,根据欧姆定律求出定值电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,然后由表格信息得出LED灯发光的颜色;
(2)①根据P=I2R求出电阻R的电功率为0.08W时电路中的电流;
②根据欧姆定律求出电阻R两端的电压,根据串联电路的电压特点求出LED灯两端的电压,根据W=UIt求出LED灯通电10min消耗的电能.

解答 解:
(1)一个LED与50Ω的定值电阻R串联,由I=$\frac{U}{R}$可得,定值电阻R两端的电压:
UR=IR=20×10-3A×50Ω=1V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,LED灯两端的电压:ULED=U-UR=4.2V-1V=3.2V,
由表格数据可知,此时LED灯发出蓝颜色的光;
(2)
①当电阻R的电功率为0.08W时,由P=I2R可得,电路中的电流:
I′=$\sqrt{\frac{{P}_{R}}{R}}$=$\sqrt{\frac{0.08W}{50Ω}}$=0.04A,
②电阻R两端的电压:
UR′=I′R=0.04A×50Ω=2V,
LED灯两端的电压:ULED′=U-UR′=4.2V-2V=2.2V,
LED灯通电10min消耗的电能:W=ULED′I′t=2.2V×0.04A×10×60s=52.8J.
答:
(1)此时LED灯发出蓝颜色的光;
(2)①此时电路中的电流为0.04A;
②LED灯通电10min消耗的电能是52.8J.

点评 本题考查了并联电路的电流特点和串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活应用,要注意前后两问中LED的电功率不相等.

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科目:初中物理 来源: 题型:填空题

6.物理与我们的社会和日常生活联系十分紧密:在新材料的选择上,科学家们一般都选择高强度低(选填“高”或“低”)密度的铝锂合金、碳纤维复合材料等制作航空器材;在我国北方的楼房中都装有暖气,这种用水作为介质的暖气片,一般都安装在窗户的下方;在北方寒冷的冬天,汽车驾驶员在晚上休息前,一般都要将停着的汽车水箱里的水放掉,其目的是防止水凝固体积变大,胀破发动机.

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

7.一台电动机的额定电压是220V,其电阻是1Ω,正常工作时,通过的电流为5A,求:
(1)每分钟电动机产生的热量.
(2)每分钟电动机所做的机械功.

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

4.在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V,电阻约为10Ω.

(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
(2)小明连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是小灯泡断路;(写出一种即可)
(3)小明闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图乙所示)为2.2V,则此时灯泡消耗的实际功率<额定功率(选填“>”、“<”或“=”);
(4)小明继续移动滑动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成I-U图象(图丙),根据图象,可计算出小灯泡的额定功率是0.5W;
(5)进一步分析图象可知,随着灯泡两端电压的增大,灯丝电阻逐渐增大(选填“增大”、“减小”或“不变”),造成这一现象的原因可能是灯丝电阻随温度的变化而变化.

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

11.取两张圆形纸,将它们做成图乙所示的两个锥角不等的纸锥.
(1)为了比较纸锥下落的快慢,可将纸锥按如图甲的位置释放.
(2)若纸锥从同一高度同时由静止释放,可通过比较下落至地面的时间来比较纸锥下落的快慢; 还可以比较同一时刻纸锥下落的距离来比较下落的快慢.

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

1.问题解决--测量小灯泡的电功率
小雨房间的台灯额定功率为P0,床头灯的铭牌模糊不清了,他想在较短时间内测量床头灯的额定功率.他身边有秒表,走廊上有计量他家用电多少的电能表.电能表的铭牌看不清楚,其他功能均正常.
(1)请你推导出测量床头灯额定功率的数学表达式(小雨家电压始终正常);
(2)请你说明测量步骤.

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

8.(1)用相同的加热装置给质量相等的甲、乙两种液体同时加热,两种液体的温度随时间的变化如表.由数据比较两种液体的比热容是:c甲>c(选填:“>”、“=”、“<”)
时间t/min012345
甲的温度/t202224262830
乙的温度/t202530354045
(2)如图所示的电路中,电源两端的电压不变,定值电阻R的阻值为R0.闭合开关S,当滑动变阻器接入电路中的电阻值为10Ω时,电压表的示数为U0.断开开关S,把电阻R换成阻值为2R0的另一定值电阻,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P的位置使电压表的示数仍为U0,则此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为20Ω.

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科目:初中物理 来源: 题型:选择题

5.在如图所示的电路中,移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数从6V变为4V,电流表的示数变化了0.25A,则该定值电阻R所消耗功率的变化量为(  )
A.0.5WB.1.0WC.1.5WD.2.5W

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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

6.如图是研究焦耳定律的实验装置.两个相同的烧瓶都装满带颜色的煤油.将阻值大小不同的两根电阻丝分别放入两个烧瓶的煤油中,左边烧瓶中电阻丝的阻值大于右边烧瓶中电阻丝的阻值.当电流通过电阻丝时,放出热量,通过观察插在两个烧瓶里的玻璃管内煤油面的高低(未加热前油面等高),可以大致判断电阻丝放出热量的多少.
(1)通电一段时间后,两玻璃管中的液面如图所示,由此可得出在电流和通电时间都相同的情况下,电阻越大,电阻丝放出的热量就越多.
(2)向左移动滑动变阻器的滑片P后,保持与实验(1)相同的通电时间,结果发现两根玻璃管中的油面上升的高度均分别比实验(1)中上升了很多,说明电阻在和通电时间都相同的情况下,电流越大,电阻丝放出的热量就越多.

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