天翔一家计划中考结束后到腾龙洞旅游,于是爸爸买回一种新式手电筒.它的前端有3颗发光灯,能发出耀眼的白光,老板说那是3颗并联关系的高亮度发光二极管.想起爷爷有一个

天翔一家计划中考结束后到腾龙洞旅游,于是爸爸买回一种新式手电筒.它的前端有3颗发光灯,能发出耀眼的白光,老板说那是3颗并联关系的高亮度发光二极管.想起爷爷有一个

题型:恩施州难度:来源:
天翔一家计划中考结束后到腾龙洞旅游,于是爸爸买回一种新式手电筒.它的前端有3颗发光灯,能发出耀眼的白光,老板说那是3颗并联关系的高亮度发光二极管.想起爷爷有一个老式的手电,天翔想到:可否做一个调查,对二者作对比研究呢?结果,天翔收集到以下一些资料:
A、爷爷的手电需要三节干电池(每节电压为1.5V)供电,更换××牌新电池后可连续正常发光3小时;采用白炽灯泡,发光时灯丝温度很高,正常工作电流约为0.3A;灯泡使用寿命约为50小时,为方便更换,灯头采用螺旋式.
B、爸爸的新手电使用二节干电池供电,但发光时亮度比爷爷的老手电要亮得多;更换××牌新电池后可连续发光20小时;发光二极管属冷光源,正常发光时温度几乎不升高(接近室温),所以其使用寿命极高,可达10万小时;另外,抗震能力强,电光转换效率(电流通过电灯时,转化成的光能在所消耗的电能中占的百分比)高也是其显著特征;灯泡被直接焊接在一小块电路板上.
①爷爷的手电筒的额定工作电压是______V;
②经过比较,两种手电除开灯泡及其连接不同外,其他电路一样,请在右边方框内帮天翔画出他家新买的手电的电路图(框内已画出了发光二极管的符号).
③发光二极管手电有许多优点,如:抗震能力强、使用寿命高、电光转换效率高、______.
④比较而言,老式手电的灯泡寿命很低,主要因为______.
⑤新式手电为什么将灯泡焊接在电路板上,而不采用螺旋式灯头呢?______.
⑥经测量,手电筒在不能正常发光时,干电池的电能被消耗80%,计算一节××牌干电池所储存的电能大约是多少焦耳?(写出计算过程)魔方格
答案
①三节干电池串联后的电压为1.5V×3=4.5V.
②开关控制干路,三个二极管并联,注意的是二极管的正负不能接错,因为二极管具有单向导电性.如图:

魔方格

③发光二极管手电的优点有节能、亮度高、灯泡不需频繁更换.
④由题目所给信息可知发光时,老式手电的灯泡灯丝温度高,灯丝容易熔断.
⑤新式手电灯泡使用寿命长,不需频繁更换,所以将灯泡焊接在电路板上.
⑥由老式手电的相关数据可知灯泡正常发光所消耗的电能:
W=UIt=4.5V×0.3A×3×3600s=14580J,
所以1节干电池所储存的电能为:
14580J
3×80%
=6075J.
答:一节××牌干电池所储存的电能大约是6075J.
举一反三
如图所示,将图中的电路元件连接起来,成为符合下述要求的电路图(设灯泡不会烧坏)
(1)只闭合开关S1,L1、L2两灯都亮;
(2)只闭合开关S2,L1、L2两灯都不亮;
(3)开关S1、S2都闭合,L1 灯不亮,L2灯亮.(要画清楚,看不清即为错)魔方格
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B.
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C.
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D.
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如图所示.黑盒内是由一节干电池和两个等值电阻连接撑的部分电路,a、b、c是由电路的不同位置引出的三根导线.将电流表与a、b试触后相连,示数是I;将电流表与a、c试触后相连,示数也是I;将电流表与b、c试触后相连,示数是零.由此可判断出黑盒内电路的连接情况.请在虚线框内画出盒内各元件的连接情况.魔方格