【題目】閱讀短文,回答問題:

貧民窟中的黑科技單靠重力工作的電燈

當(dāng)我們在享受電燈帶來的各種便利時,身處在發(fā)展中國家貧困地區(qū)的人們卻在依靠極度危險的煤油燈進行照明。針對發(fā)展中國家普遍用不上電的情況,201212月,英國倫敦設(shè)計師馬丁·瑞德福和吉姆·里弗斯發(fā)明了一款實用的重力燈GravityLight)。顧名思義,它靠重力發(fā)電。在燈身上掛著的一個重物,重物下落時,它會拉動燈中心的一根繩子,從而啟動一臺發(fā)電機。發(fā)電機把下落重物產(chǎn)生的能量為燈供電。這和手搖式發(fā)電裝置的原理一樣,只不過重力燈的運動方向更垂直。這種重力燈和蘋果手機一起被譽為21世紀最偉大的發(fā)明。

現(xiàn)在,重力燈迎來了第二代重力LEDGL02”,其亮度相當(dāng)于一個12瓦的日光燈(如圖甲),使用壽命可以達到200年。重力LEDGL02”掛于大約2米高,通過拉幾下珠繩把重物吊起,松開后,重物因重力的關(guān)系會慢慢下降(每秒大約2mm,如圖乙)。以一系列的齒輪帶動一個直流發(fā)電機,發(fā)電時間約為20分鐘。重力LEDGL02”采用了全新的保護機制,可以確保超重的物體安全地著陸地面。當(dāng)沙包落到地面時,只要將沙包再提高至原來位置,又可以繼續(xù)發(fā)電。這樣就能擁有綠色、不用電池、無污染、使用成本、源源不斷的光線。而且重力LEDGL02”機身上有DC插座,還可以為收音機等設(shè)備進行供電,其他類似的裝置——比如電池充電器也能用同樣的方式工作。重力LED燈的照明時間取決于安裝的高度,正常情況下,安置于1.8米的高度,可以維持約20分鐘的照明,當(dāng)然你安裝高度的越高,維持時間越長。

1)重力燈工作過程中主要的能量轉(zhuǎn)化形式是:將_____能轉(zhuǎn)化成_____能再轉(zhuǎn)化成_____能。

2)重力燈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖丙所示,使用了滑輪系統(tǒng),通過向下拉珠繩把重物吊起。重力燈利用滑輪系統(tǒng)的目的是_____。

3LED燈是由發(fā)光二極管組成,電光轉(zhuǎn)換效率極高,具有單向?qū)щ娦。?dāng)二極管兩端外加正向電壓時,如果正向電壓很小,正向電流也幾乎為零,當(dāng)正向電壓大于某個值以后,二極管正向?qū),電流隨電壓增大而迅速上升。當(dāng)二極管兩端外加反向電壓不超過一定范圍時,通過二極管的電流幾乎為零,二極管處于截止狀態(tài)。外加反向電壓超過某一數(shù)值時,反向電流會突然增大,這種現(xiàn)象稱為電擊穿。因而使用時應(yīng)避免二極管外加的反向電壓過高。如圖丁所示,為一發(fā)光二極管中的電流隨它兩端電壓變化的曲線。

以下判斷中錯誤的是_____

A.當(dāng)該二極管兩端的正向電壓為0.2V時,二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)

B.當(dāng)該二極管兩端的正向電壓為0.8V時,二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)

C.當(dāng)該二極管兩端的反向電壓為10V時,二極管處于截止狀態(tài)

D.當(dāng)該二極管兩端的反向電壓為50V時,二極管將會被擊穿

該二極管兩端的正向電壓為0.5V時的電阻_____(選填大于”“等于”“小于)正向電壓為0.7V時的電阻。

4)如果某一次使用重力燈,將質(zhì)量為20Kg的重物吊起到1.8m的高度釋放,重物以2mm/s速度勻速豎直下降,整個過程中可使10只并聯(lián)的標有“3V、10mA”LED燈正常發(fā)光。則整個過程中重物的重力做功_____Jg=10N/kg);重力燈的能量轉(zhuǎn)化效率為_____

5)重力燈是綠色、無污染的清潔照明工具,使用成本。但它也有不足之處,請說出使用重力燈的一點不足:_____

【答案】機械 省力、改變施力的方向 A 大于 360 75% 功率小;供電時間短;不能持續(xù)供電

【解析】

(1)[1][2][3]重力燈工作過程中主要的能量轉(zhuǎn)化形式是燈的機械能轉(zhuǎn)化為電能,電能又轉(zhuǎn)化為光能;

(2)[4]定滑輪可以改變力的方向,動滑輪可以省力,重力燈利用滑輪系統(tǒng)的目的是省力并且改變施力的方向;

(3)[5] A.從圖丁可以看出,當(dāng)該二極管兩端的正向電壓為0.2V時,電流為0,此時二極管沒有導(dǎo)通,選項A符合題意;

B.當(dāng)該二極管兩端的正向電壓為0.8V時,它的電流已經(jīng)變得很大,二極管處于導(dǎo)通狀態(tài),B項不合題意;

C.當(dāng)該二極管兩端的反向電壓為10V時,電流為0,此時二極管處于截止狀態(tài),C項不合題意;

D.當(dāng)該二極管兩端的反向電壓為50V時,反向電流突然增大,二極管被擊穿,D項不合題意;

[6]從丁圖可以看出,正向電壓為0.5V時的斜率小于0.7V時的斜率,這個斜率大小的倒數(shù)等于二極管的電阻大小,也就是0.5V時的電阻大于0.7V時的電阻;

(4)[7]整個過程中重物的重力做功

[8]整個過程重物下降所消耗的時間為

整個過程消耗的電能就是有用功

重力燈的能量轉(zhuǎn)化效率

(5)[9]“3V10mA”LED燈可知燈的功率

這種功率很低;并且由上述可知,供電時間為900s,即15min而已,時間短,并且不能持續(xù)供電。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,粗糙的弧形軌道豎直固定在水平面,一小球由A點以一定的速度υ沿軌道滾下,經(jīng)另一側(cè)與A等高點B后到達最高點C。下列分析正確是

A.整個過程只有重力在對小球做功

B.小球在A點的慣性比在C點的慣性大

C.小球在A點的動能比在B點的動能大

D.小球在A具有的機械能等于它在C點具有的重力勢能

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】以下方法中電源電壓均保持不變,R0為已知阻值的定值電阻,滑動變阻器的最大阻值也是R0,那么能夠測出未知電阻Rx的阻值的方法是

A. 如圖,先只閉合開關(guān)S1,測出Rx兩端電壓Ux,在閉合開關(guān)S2測出電源電壓U,則電阻RxR0

B. 如圖,先閉合開關(guān)S1,再將開關(guān)S2分別接ab,測出電流Ia、Ib,則電阻RxR0

C. 如圖,先將滑片移到最右端后閉合開關(guān),此時RR0,測出電流Ie;再將滑片移到最左端時R=0,測出電流Ix,則電阻RxR0

D. 如圖,先斷開所有開關(guān)調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值為最大值,再閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器到適當(dāng)位置,測出Rx兩端電壓UxU1;然后保持滑動變阻器滑片位置不動,斷開開關(guān)S1、閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R1,使電壓表的示數(shù)為U1.RxR1

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖是四沖程汽油機的工作示意圖,下列說法正確的是

A. 這四個沖程的正確順序是乙 B. 靠慣性完成的沖程是甲、乙、丁

C. 甲沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 D. 丁沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】某單缸四沖程汽油機的氣缸活塞面積為Scm2,一個沖程活塞在氣缸中移動的距離是 Lmm,滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為 pPa,飛輪l min轉(zhuǎn)動1800周,當(dāng)汽油機滿負荷工作時(不計摩擦),若1min 消耗汽油V L.汽油的密度ρ kg/m3 ; 汽油的熱值為 qJ/kg.則一個做功沖程中燃氣對活塞做的功______________;該汽油機的效率為___________________

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,是建設(shè)羅泊灣大橋時使用的起吊裝置(圖中未畫出)的鋼纜繩拉著實心圓柱體A在距江面某一高度處沿豎直方向勻速下降的情景。A在下降到江底之前,始終保持0.1m/s的速度不變。如圖乙所示是A下降到江底之前鋼纜繩對A的拉力F隨時間t變化的圖像(江水的密度為ρ=1.0×103kg/m3 , g10N/kg)。則

A. A從開始下降直到江面的過程中,鋼纜繩對A做的功為5×104J

B. A下降過程中重力的功率為5×103W

C. A的密度為1.6×103kg/m3

D. 當(dāng)A下降到水平的江底,卸下鋼纜繩后,A對江底的壓強為5×103 Pa

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【題目】小明在探究杠桿平衡條件的實驗中,所用杠桿質(zhì)量分布均勻,每個鉤碼質(zhì)量均為50g

1)實驗前沒有掛鉤碼時,發(fā)現(xiàn)杠桿右端高,要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿左端的螺母向_____調(diào)節(jié).調(diào)節(jié)平衡后,如圖甲所示,在杠桿的左邊A處掛四個鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)在杠桿右端B處掛同樣的鉤碼_____個.若將A、B兩點下方所掛的鉤碼同時向支點O靠近1格,那么杠桿_____(選填“左”或“右”)端將會下沉.

2)實驗中小明發(fā)現(xiàn)用圖乙所示的方式懸掛鉤碼,杠桿也能在水平位置平衡,但老師建議不宜采用這種方式,其主要原因為_____

A.一個人無法獨立操作 B.不方便測量力臂

C.力和力臂數(shù)目過多,不易得出結(jié)論 D.杠桿受力不平衡

3)完成實驗后小明突發(fā)奇想,想利用該杠桿(重心始終位于O點)制作一個可以直接測量質(zhì)量的“桿秤”.

①如圖丙所示,以杠桿上的A點為支點,當(dāng)在C位置掛3個鉤碼,杠桿在水平位置剛好平衡,則該杠桿的質(zhì)量_____g.然后小明將C位置的3個鉤碼取下,掛到右側(cè)作為“秤砣”.

②為了將該“桿秤”的零刻度線標在A位置處,小明應(yīng)在圖丙C位置處裝配一質(zhì)量為_____g的吊盤.

③接著小明在圖丁的D位置標記上該“桿秤”能測的最大質(zhì)量_____g,并將其它質(zhì)量數(shù)均勻標記在AD之間的刻度線上,完成“桿秤”的制作.

④小紅用小明制作好的“桿秤”測一物體的質(zhì)量,不留意只將兩個鉤碼作為“秤砣”來使用,則小紅的測量結(jié)果會_____(選填“偏小”、“依然準確”或“偏大”).

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示的電路中,燈泡的額定電壓為4V,電動機線圈的阻值為,圖乙是通過燈泡的電流與其兩端電壓關(guān)系的圖象。閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1S2,將滑動變阻器的滑片移至某一位置時,電流表的示數(shù)為0.4A,電壓表的示數(shù)為2V,則電源電壓為_____V.保持滑片的位置不變,再閉合開關(guān)S1、S2,電流表的示數(shù)為0.6A,此時電動機正常工作,它的額定功率為_____W,電動機線圈1min產(chǎn)生的熱量為_____J

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示是用同一酒精燈加熱使100g冰熔化成水,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制成的溫度隨時間變化的圖像(假設(shè)在加熱過程中物質(zhì)的質(zhì)量不變,單位時間內(nèi)吸收的熱量相同)根據(jù)圖中信息,算出C:C=_____,冰在熔化前吸收了_____J的熱量,冰在熔化過程中吸收了_____J的熱量.(c=4.2×103J/ (kg·℃)

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