2024年广东省江门市鹤山市昆仑学校中考物理一模试题(原卷版+解析版)
展开一、单项选择题在每小题列出的四个小项中,只有一个是正确的,请把答题卡上对应题目所选的选项涂黑。(本大题7小题,每小题3分,共21分)
1. 关于如图所示的实验,下列说法中正确的是( )
A. 这是模拟法拉第电磁感应实验的场景
B. 移走小磁针,电流的磁场消失
C. 根据这一现象的原理,制成了电磁铁
D. 将导线断开,小磁针N极将指向地磁场的北极
【答案】C
【解析】
【详解】A.这是探究通电导体周围存在磁场,即奥斯特实验的场景,故A错误;
B.该磁场是电流的磁场,只有电路中有电流,导线周围就存在磁场,小磁针的作用是证实通电导体周围有磁场,故B错误;
C.该实验说明通电导体周围存在磁场,这种现象是电流的磁效应,根据这一现象人们发明了电磁铁,故C正确;
D.将导线断开,导线中没有电流通过,电流的磁场消失。由于受地磁场的影响,小磁针N极将指向地磁场的南极,故D错误。
故选C。
2. 下列说法中错误的是( )
A. 摩擦起电是因为电子从一个物体转移到另一个物体
B. 原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子构成的
C. 绝缘体不容易导电是因为绝缘体的内部缺少正、负电荷
D. 绝缘体与导体之间没有明显的界限,绝缘体在一定条件下也能变为导体
【答案】C
【解析】
【详解】A.摩擦起电并不是创造了电荷,只是电子从一个物体转移到另一个物体,故A正确,不符合题意;
B.原子是由位于中心的原子核和核外带负电的电子构成,故B正确,不符合题意;
C.绝缘体不容易导电是因为它的内部几乎没有自由移动的电荷,并不是内部缺少正、负电荷,故C错误,符合题意;
D.绝缘体与导体之间没有明显的界限,绝缘体在一定情况下可以变为导体,故D正确,不符合题意。
故选C。
3. 下列说法中正确的是( )
A. 温度越高的物体,放出的热量就越多
B. 比热容与物质的质量和吸收或放出的热量无关
C. 组成物质的分子之间,引力和斥力不能同时存在
D. 组成物质的大量分子无规则运动的剧烈程度与温度无关
【答案】B
【解析】
【详解】A.由Q放=cmΔt可知,放出热量与物质的比热容、质量和物体温度的变化量有关,因此温度高的物体,放出的热量不一定多,故A错误;
B.比热容是物质本身的一种特性,其大小是由物质种类决定的,与是否吸热、放热、状态、温度高低、质量等因素无关,故B正确;
C.分子之间有相互作用的引力和斥力,引力和斥力同时存在,故C错误;
D.分子无规则运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈,故D错误。
故选B。
4. 下列说法正确的是( )
A. 指南针能够指南是由于电荷的相互作用
B. 通电螺线管的周围一定存在磁场
C. 闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,一定会产生感应电流
D. 利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向
【答案】BC
【解析】
【详解】A.指南针由于受到地磁场的作用而指南北方向,故A错误;
B.根据奥斯特实验的结论,通电螺线管的周围一定存在磁场,故B正确;
C.闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,故C正确;
D.利用铁屑检验磁体周围磁场分布情况,判断不出磁场的方向,原因是看不到铁屑的N、S极,故D错误。
故选BC。
5. 下列实例中,用热传递的方式来改变物体内能的是( )
A. 在饮料中加入冰块,饮料变凉B. 两手相互摩擦,手的温度升高
C. 用锯条锯木板,锯条的温度升高D. 钻木取火时,摩擦处的木头温度升高
【答案】A
【解析】
【详解】A.在饮料中放入冰块,饮料放热,冰块吸热,这是通过热传递的方式改变物体的内能,故A符合题意;
B.两手相互摩擦,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,手的温度升高,是通过做功的方式改变物体的内能,故B不符合题意;
C.用锯条锯木板,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,锯条的温度升高,是通过做功的方式改变物体的内能,故C不符合题意;
D.钻木取火时,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,摩擦处的木头温度升高,是通过做功的方式改变物体的内能,故D不符合题意。
故选A。
6. 家用电烤箱的铭牌标有“220V 1500W”,电饭锅铭牌标有“220V 900W”,两个用电器正常工作情况下进行比较,下列说法中正确的是( )
A. 电烤箱消耗的电能一定多B. 电流通过电烤箱做功一定多
C. 电流通过电烤箱做功一定快D. 通过电烤箱的电流不一定大于通过电饭锅的电流
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.电功率是反映电流做功快慢的物理量,两个用电器正常工作情况下,实际功率等于额定功率,电烤箱的实际功率更大,做功更快,但没有明确做功的时间,无法比较谁消耗的电能多,故C正确,AB错误;
D.两电器的额定电压相同,根据P=UI可知,在P电烤箱>P电饭锅时,通过电烤箱的电流大于通过电饭锅的电流,故D错误。
故选C。
7. 小明设计了如图所示的模拟调光灯电路,使用的电源电压为9V,灯泡L标有“6V,3W”字样。开始时,小明将滑动变阻器的滑片P置到最右端,闭合开关。电压表和电流表示数分别为6V和0.25A,以下说法正确的是( )
A. 刚开始团合开关,灯泡马上正常发光
B. 灯泡正常工作时,电流表读数为0.5A
C. 灯泡正常工作时,滑动变阻器接入电路电阻为
D. 滑动变阻器的最大阻值为
【答案】B
【解析】
【详解】由图得,灯泡与变阻器串联,电压表测量变阻器电压,电流表测量电路电流。
A.闭合开关。电压表和电流表示数分别为6V和0.25A,此时灯泡电压为
小于额定电压,则灯泡不会马上正常发光,故A错误;
B.由得,灯泡正常工作时,电流表读数为
故B正确;
C.灯泡正常工作时,滑动变阻器的电压为
由欧姆定律得,滑动变阻器接入电路电阻为
故C错误;
D.当滑动变阻器的滑片P置到最右端,变阻器接入电路中电阻最大,由欧姆定律得,滑动变阻器接入电路最大电阻为
故D错误
故选B。
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
8. 请完成下面单位换算:
(1)人体能够承受的安全电流约为10mA=________A;
(2)中国的特高压输电技术世界领先,最高可达到1100kV=________V;
(3)我国实行阶梯电价,新会普通家庭第一档用电量限额为260kW·h=________J。
【答案】 ①. 0.01 ②. 1.1×106 ③. 9.36×108
【解析】
【详解】(1)[1]根据电流单位的换算方法可得
(2)[2]根据电压单位的换算方法可得
(3)[3]根据电能单位的换算方法可得
9. 家庭电路中用电器是采用_______联方式连接的;天气炎热时、小亮同时打开客厅和几个房间的空调,结果马上“跳闸”了,这是因为用电器________、导致电路中电流过大,保险丝或者________在起保护作用。
【答案】 ①. 并 ②. 总功率过大 ③. 空气开关
【解析】
【详解】[1]家庭电路中用电器互不影响,能够独立工作,所以它们之间是并联的。
[2][3]家庭电路的电压一定,接入几个房间空调后,电路中的总功率过大,由P=UI知道,导致电路中的电流过大,致使家里的保险丝或者空气开关自动断开起到保护作用。
10. 燃油汽车的动力机械是内燃机。大部分内燃机是由四个冲程不断循环来保证连续工作的。如图所示是内燃机的______冲程,该过程中燃料猛烈燃烧,产生高温高压气体,高温高压气体推动活塞向下运动时,把气体的______能转化为了活塞的______能。
【答案】 ①. 做功 ②. 内 ③. 机械
【解析】
【详解】[1]由图可知,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,同时火花塞发出火花,是做功冲程。
[2][3]做功冲程是把高温高压燃气推动活塞向下运动,将气体的内能转化为活塞的机械能。
11. 某同学在研究电阻大小的影响因素时使用了如图所示的电路,木板上装有两根长度、横截面积、温度相同的镍铬合金丝AB和锰铜合金丝CD。实验中,第一次将AB接入电路,闭合开关后,迅速记录电流表示数为I1;第二次将CD接入电路,闭合开关后,迅速记录电流表示数为I2。①若I1
【解析】
【详解】[1][2][3]实验中导体的电阻不能直接观察到,因此通过电流表的示数反映电阻的大小,电流表示数越大,说明电阻越小,使用了转换法。第一次将AB接入电路,闭合开关后,迅速记录电流表示数为I1;第二次将CD接入电路,闭合开关后,迅速记录电流表示数为I2。若I1
【答案】 ①. 25 ②. 2.3×107 ③. 不可以
【解析】
【详解】[1]由题意可得,该汽油机工作时汽油燃烧释放能量转化为机械能的效率
[2]若该汽油机消耗2kg汽油,则汽油完全燃烧释放的热量
Q放=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J
则转化的机械能
[3]因为热损失、克服摩擦、燃料不可能完全燃烧等原因,能量损失一定存在,故经过不断改进和创新,汽油机的效率也不可能提高到100%。
13. 如图是探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验装置,两个透明容器中封闭着等质量的空气,U形管中液面高度的变化反应密闭空气温度的变化。
用图甲中的装置进行实验,通电时间相等时,会发现A、B管中液面上升的高度_______(选填“相同”或“不同”),这表明电流通过导体产生的热量多少与_______有关;采用图乙中的实验装置探究电流产生的热量跟电流是否有关时,右边透明容器中应该选用阻值为_______Ω的电阻丝。
【答案】 ①. 不同 ②. 电阻 ③. 5
【解析】
【详解】[1][2]左图中两电阻丝串联,其阻值是不同的,在通电时间相等、电流相同时,10Ω的电阻大,A、B 管中液面上升的高度不同,B管液面上升得更高,表明电流通过导体产生的热量多少与电阻的大小有关。
[3]探究电流产生的热量跟电流是否有关时,应控制电阻、通电时间相同,而电流不同,故右边透明容器中应该选用阻值为5Ω的电阻丝。
14. 两只电阻阻值之比是2∶3,把它们并联在某电路中,两电阻的电功率之比为______,两电阻的总电阻______(选填“一定”或“不一定”)小于任一电阻。它们串联在电路中,两电阻的电功率之比为______。
【答案】 ①. 3∶2 ②. 一定 ③. 2∶3
【解析】
【详解】[1]由题意可知
由得,并联时两电阻两端的电压相等,两电阻的电功率之比为
[2]两电阻并联在某电路中,电阻的总电阻一定小于任一电阻。
[3]两电阻串联在电路中时,两电阻通过电流相等,它们的电压之比为
两电阻的电功率之比为
三、作图题(共7分)
15. 如图所示通电螺线管的电流方向,请在图中标出磁极的名称,并画出C点小磁针静止时北极所指的方向(用箭头表示即可)。
【答案】
【解析】
【详解】根据右手螺旋定则可知,A端为N极,B端为S极,在磁体外部,磁感线的方向是由N极出发回到S极,则C点小磁针静止时北极所指的方向为水平向右,如下图所示
16. 请对照实物图,在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】由实物图得,两灯并联,开关S1在干路上,开关S2与L2串联,根据实物图连接电路图,如图所示:
17. 如图所示是一种带有USB接口的新型插线板,插座和USB接口都可以独立工作,开关同时控制USB接口和插孔是否通电。图为该插线板内部的部分电路结构示意图。试根据该插线板的功能将右图中的电路连接完整。
【答案】
【解析】
【详解】由题知,三孔插座和USB接口可以独立工作,即两者是并联的,而三孔插座和USB接口由总开关控制,说明开关在干路上,由此按家庭电路连接的要求补画电路如图所示:
四、实验题(本大题3小题,共19分)
18. 根据如图所示的三个热学实验,回答相关问题:甲图,紧压两铅柱使它们合在一起,这说明 __________;乙图,试管内的水沸腾一段时间后,水蒸气将橡胶塞推出,水蒸气的内能转化为橡胶塞的__________;丙图,抽掉玻璃板后,两瓶中气体会混合在一起,这属于__________现象。
【答案】 ①. 分子之间存在引力 ②. 机械能 ③. 扩散
【解析】
【详解】[1]图甲中,两个表面光滑的铅块相互压紧后,可以使它们结合在一起,说明分子之间存在相互作用的引力。
[2]图乙中,在橡胶塞被冲出试管口的过程中,水蒸气对外做功,其内能转化为橡胶塞的机械能。
[3]图丙中抽去玻璃隔板后,两瓶中的气体逐渐混合,表明分子在不停地做无规则运动,这是扩散现象。
19. 为了比较不同物质的吸热情况,小明将质量相等的水和食用油分别装入完全相同的两个烧杯中进行实验,实验装置如图甲、乙所示。他用两个规格相同的电加热器作为热源,电加热器每秒放出的热量是一定的,当它浸没在液体中时,可认为液体每秒吸收的热量是一定的。小明分别对水和食用油吸收热量的多少与温度变化的定量关系进行了探究,并根据实验数据绘制出了如图丙所示的图像。
①实验中加热时间的长短反映了__________的多少;
②分析比较图中水和食用油的图像,可以得出的结论是:相同质量的水和食用油,加热相同的时间,水升温__________(选填“快”或“慢”),水吸热能力__________(选填“强”或“弱”),物理学中,用__________来描述物质吸热本领。
【答案】 ①. 吸收热量 ②. 慢 ③. 强 ④. 比热容##比热
【解析】
【详解】[1]使用两个规格相同的电加热器作为热源,电加热器每秒放出的热量是一定的,当它浸没在液体中时,可认为液体每秒吸收的热量是一定的,所以实验中加热时间的长短反映了液体吸收热量的多少。
[2][3][4]由图像可知,加热6min,水温升高30℃,食用油温度升高50℃,所以水温升高的慢,水的吸热能力比食用油强。物质吸热本领的强弱用比热容表示,所以水的比热容大于食用油。
20. 小华为测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,连接了如图甲所示的电路。
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P置于__________(选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不发光,电流表无示数,电压表示数接近于电源电压。出现这种现象的原因是__________;
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示。由此可知,此时通过小灯泡的电流为__________A;小灯泡的额定功率为__________W;
(4)调节电流至额定电流的一半,则此时小灯泡的实际电压__________,实际功率__________(以上两空选填“>”“<”或“=”);
(5)此实验除了可以测出小灯泡额定功率,还可以测出小灯泡正常工作时的电阻是__________Ω。(结果保留整数)
【答案】 ①. 左 ②. 小灯泡断路 ③. 0.3 ④. 0.75 ⑤. < ⑥. < ⑦. 8
【解析】
【详解】(1)[1]为了电路安全,在闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片属于最大阻值处,即最左端。
(2)[2]闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不发光,电流表无示数,说明电路中存在断路,电压表示数接近于电源电压,出现这种现象的原因是小灯泡断路,电压表串联在电路中。
(3)[3]电流表连接的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A。
[4]小灯泡额定功率
(4)[5][6]灯泡的电阻随着温度的升高而升高,调节电流至额定电流的一半,灯泡的电阻小于额定电流时的电阻,由可知,则此时小灯泡的实际电压<。由可知,实际功率<。
(5)[7]小灯泡正常工作时的电阻
21. 小明和小丽利用如图甲所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。
(1)组装好装置后,小明往甲乙两烧瓶装入初温、质量都相等的煤油,浸泡着两个电阻,其中,为了保证通过两个电阻的电流大小相等,装置中两个电阻采用了_______(选填“并联”或“串联”)的连接方式,这种研究方法是________。
(2)小明和小丽发现乙烧瓶中温度计的示数升高较快,由此可以得出实验结论:________。
(3)小丽觉得这个装置还可以用来探究比较不同物质吸热的情况,所以他们把甲乙两瓶内重新装上质量________的比热容不同的两种液体,并把两烧瓶中换上阻值________的电阻,通过加热时间来控制两瓶中液体吸热的多少。(均选填“相同”或“不同”)
(4)根据实验测得的数据,分别描绘出甲乙两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示,分析可知________(选填“甲”或“乙”)的吸热能力更强,若不考虑加热过程中热量损失,则甲乙两种液体的比热容之比________。
【答案】 ①. 串联 ②. 控制变量法 ③. 在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多 ④. 相同 ⑤. 相同 ⑥. 甲 ⑦. 2:1
【解析】
【详解】(1)[1][2]实验时,为了保证通过两个电阻的电流大小相等,根据串联电路的电流特点,装置中两个电阻采用了串联的连接方式;实验中,只有电阻的大小不同,其它物理量都保持相同,这是运用了控制变量法的研究方法。
(2)[3]由于乙烧瓶中温度计示数升高较快,可知乙瓶中的液体吸收的热量更多,产生的热量更多,这可以得出实验结论:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多。
(3)[4][5]由于要探究比较不同物质吸热的情况,甲乙两瓶内重新装上质量相同的比热容不同的两种液体,为了保证两种液体吸收的热量相同,两烧瓶中换上阻值相同的电阻。
(4)[6]加热相同的时间,甲、乙吸收的热量相同,由图乙可知,甲的温度变化更慢,可知甲的吸热能力更强。
[7]由可得,甲乙两种液体的比热容之比为
五、计算题(本大题2小题,共13分)
22. “绿水青山就是金山银山”,为建设生态优美,幸福宜居的新农村,我市部分农村地区已用上绿色能源-----天然气(q天然气=4.2×107J/kg)。求:
(1)完全燃烧200g天然气放出的热量大小;
(2)若这些热量的25%被初温为30℃,质量为12.5kg的水吸收,能使水的温度升高到多少℃?(c水=4.2×103J/(kg•℃))
【答案】(1) 8.4×106J;(2) 70℃。
【解析】
【详解】(1)完全燃烧200g天然气放出的热量:
;
(2)由题知,水吸收的热量:
;
由得,水升高的温度:
,
则水的末温:
答:(1)完全燃烧200g天然气放出的热量为8.4×106J;
(2)能使水的温度升高到70℃。
23. 图所示的是某款家用电热器的简化电路,R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中,电热器高温档的功率为990W,低温档的功率为110W。求:
(1)处于低温档时,通过电路的电流;
(2)处于高温档时,工作10min产生的热量;
(3)电热丝R2的阻值。
【答案】(1)0.5A;(2)594000J;(3)55Ω
【解析】
【详解】解:(1)当S1闭合,S2断开时,只有R1的简单电路,电路的总电阻较大,由可知电路的总功率较小,处于低温挡,当S1,S2都闭合时,R1和R2并联,电路的总电阻较小,由可知电路的总功率较大,处于高温挡,处于低温档时,通过电路的电流
(2)处于高温档时,工作10min产生的热量
Q=W=P高t=990W×10×60s=594000J
(3)电阻R2的功率
P2=P高-P低=990W-110W=880W
电热丝R2的阻值
答:(1)处于低温档时,通过电路的电流是0.5A;
(2)处于高温档时,工作10min产生的热量是594000J;
(3)电热丝R2的阻值是55Ω。
六、综合能力题(本大题3小题,共19分)
24. 小明利用如图甲所示的装置研究电磁感应现象。
(1)图中E、F两接线柱间应接入的仪器是______;
(2)闭合电路,让导体棒AB从图示位置水平向左运动时,电路中_______(选填“有”或“没有”)感应电流产生。闭合开关,若导体棒AB不动,左右移动磁铁,电路中______(选填“有”或“没有”)感应电流产生;
(3)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显,在不增加器材的前提下,请提出一条改进措施:______;
(4)从能量的角度分析,产生感应电流的过程就是______能转化为电能的过程;生活中利用电磁感应原理的实例有______;(列举1个)
(5)为研究感应电流方向的影响因素,小明设计了如图乙所示实验方案,将两只二极管与线圈连成并联电路,并将两只二极管的正负极接成相反情形。使磁铁在线圈中左右移动,此时会看见两只发光二极管轮流发光。(发光二极管只允许电流从二极管的正极流入,负极流出。)实验中用两只二极管是为了研究______的关系。
【答案】 ①. 灵敏电流计 ②. 有 ③. 有 ④. 增大导体运动的速度 ⑤. 机械 ⑥. 动圈式话筒 ⑦. 感应电流方向与磁铁运动方向
【解析】
【详解】(1)[1]E、F两接线柱间应接入灵敏电流计,用来检测是否有感应电流产生。
(2)[2]导体棒AB从图示位置水平向左运动时,切割磁感线,电路中有电流产生。
[3]闭合开关,若导体棒AB不动,左右移动磁铁,因为运动具有相对性,导体仍能切割磁感线,电路中有感应电流产生。
(3)[4]在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显,说明产生的感应电流较小,在不增加器材的前提下,可以增大导体运动的速度,使感应电流增大。
(4)[5]电磁感应现象中,通过导体做机械运动切割磁感线,产生了感应电流,所以从能量的角度分析,产生感应电流的过程就是机械能转化为电能的过程。
[6]对着动圈式话筒说话时,线圈在磁场中做切割磁感线运动,感应出音频电流,所以动圈式话筒是生活中利用电磁感应原理的实例。
(5)[7]为研究感应电流方向的影响因素,使磁铁在线圈中左右移动,此时会看见两只发光二极管轮流发光,由于发光二极管只允许电流从二极管的正极流入,负极流出,说明左右运动时线圈中产生的电流方向不同,因此实验中用两只二极管是为了研究感应电流方向与磁铁运动方向的关系。
25. 某实验小组用图甲所示电路探究电流与电阻的关系。
(1)先将5Ω定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V,将实验数据记录在表格中;接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,换成10Ω的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,直至电压表的示数为__________V,读出电流表的示数,将实验数据记录在表格中;再更换不同阻值的定值电阻重复4次上述操作,分别将数据记录在表格中;
(2)根据上面表格数据,可初步得出的结论是:______________;
(3)该小组同学想用一块电流表和一个定值电阻测电阻的阻值。于是他们设计了如图乙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S和,记录电流表的示数为;
②__________,记录电流表的示数为;
③用和测量出来的物理量表示,则__________。
【答案】 ①. 2 ②. 见解析 ③. 闭合S、断开 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]探究电流与电压的关系时,要控制定值电阻两端的电压保持不变,所以取下5Ω的定值电阻,换成10Ω的定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器,直至电压表的示数为2V。
(2)[2]由表中数据可知,当电压一定时,电阻变为原来的几倍,电流就为原来的几分之一,故得出结论,在电压一定时,电流与电阻成反比。
(3)[3]①闭合S和,电流表测量干路电路,记录电流表的示数为。
②闭合S、断开,电路为只有的简单电路,记录电流表的示数为。
[4]并联电路电源电压等于支路电压,干路电路等于支路电流之和,则的阻值为
26. 阅读短文,并回答问题
第四代电光源——LED光源
下图中,甲图展示了时下流行的LED手电筒和LED吸项灯,它们的核心部分是高亮度白色发光二极管。这种发光二极管由硅、砷等半导体材料制成,具备光效高、寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点。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。乙图则展示了LED的元件实物及其符号:
LED灯能够直接将电能转换为光能,被认为是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯之后的第四代电光源,有着巨大的发展潜力。相比之下,传统的白炽灯是一种热辐射光源,只有2%~4%的电能转换为眼睛能够感受到的光,我们称之为光电转换率只有2%~4%。
(1)LED灯主要由_______(选填“导体”、“半导体”或“超导体”)材料制成;它的光电转换率要比白炽灯________(选“高”或“低”),所以我们又称它为节能灯;
(2)小明同学设计了如图丙所示电路来研究发光二极管的工作特性,已知发光二极管的额定电压为3V,电源电压恒为4.5V;闭合开关S,发现发光二极管________(选填“发光”、“不发光”),并观察到电压表示数为________V;这是二极管的________性引起的;
(3)小明改正了错误之后,重新进行测量,得出通过发光二极管的电流和两端电压的关系如丁图所示,根据图像可知该发光二极管的额定功率为_______。
【答案】 ①. 半导体 ②. 高 ③. 不发光 ④. 4.5 ⑤. 单向导电 ⑥. 0.06W
【解析】
【详解】(1)[1]根据题意可知,LED的主要核心部分发光二极管由硅、砷等半导体材料制成,则LED灯主要由半导体材料制成的。
[2]根据题意可知,LED灯的光电转换率要比白炽灯高。
(2)[3][4][5]由二极管的特性可知,图丙所示的电路图,闭合开关S,发光二极管不发光,LED灯处于断路状态,电压表的示数为4.5V,这是由于发光二极管的单向导电性引起的。
(3)[6]根据图丁可知,当达到发光二极管的额定电压3V时,流过二极管的电流为20mA,则该发光二极管的额定功率为
R/Ω
5
10
15
20
I/A
0.4
0.2
0.13
0.1
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