1、7.综合题综合题 1 （1）有 A、B、C 三个轻质小球，已知 A 与用丝绸摩擦过的玻璃棒互相排斥，当 A 靠近 B 时，它们相互吸引，B 球靠近 C 球时，它们相互排斥，由此可知 B 球带_电， C 球带_电。 （2） 如图 1 所示在开关和小灯泡之间连着两个金属夹 A 和 B， 在金属夹之间分别接入 硬币、铅笔芯、橡皮、塑料尺，闭合开关后，在 A、B 接入_小灯泡能发 光（填序号） ，这些能让小灯泡能发光物体是_（填“导体”或“绝缘体”） 。 （3）如图 2 所示为冬天人们常用的一种电热暖手宝，为了使用时更加安全，它的内部采 用了双重温控保护开关，两个温控开关应是_（选填“串联”或“并联”
2、）起来使用 的。 （4）如图 3 所示电路： 闭合开关后电路将_（选填“通路”或“断路”或“短路”） ； 去掉导线 a 后，电路是_联电路； 改变 a、b、c 三根导线中一根的接法，使电路成为并联电路（先在原导线上打“”，后 用笔画线代替导线画出符合要求的导线） 。 2神奇的热电偶 1821 年，德国物理学家塞贝克发现了一种奇怪的现象：把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电 流计串联成闭合电路，然后把铜丝和铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保 持低温，另一个连接点放在火焰上加热，发现灵敏电流计的指针发生了偏转，表明这时 闭合电路中产生了电流。 塞贝克把这种电流叫做“热电流”， 把这种电路叫“热电
3、偶电路”。 某研究小组的同学们按如图所示的电路，模拟塞贝克实验，探究了决定“热电流”大小的 因素，通过实验测得了电流的大小与温差关系的一组数据： 两接点间的温差/ 0 1 100 200 300 500 800 1000 电路中的电流/A 0.000 0.001 0.064 0.142 0.229 0.417 0.731 0.956 阅读短文，回答下列问题： （1） 从表中数据可以发现， 电路中的电流随两点间的温度差的增大而_；（选填“增 大”“减小”或“不变”） （2）这样的热电偶电路其实相当于一个电源，它是把_能转化为电能，它还可以 把温度信号换成_信号； （3）热电偶电路产生热电流的条件
4、是_；_。 3阅读短文，并回答问题。 第四代电光源LED 如图甲是时下较为流行的 LED 手电筒和 LED 吸顶灯，它们的主要部分是高亮度发光二 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、寿命长、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。LED 的发光原理 与白炽灯截然不同，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。 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：
5、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、电流值，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_（高/低） ； （2）在图丙中，闭合 S，滑动变阻器调至阻值为_ 时，LED 灯刚好正常发光； 断开 S，改变电源的正负极后再闭合 S，则 LED _（能/不能）发光。 （3）某个家庭原来全部用白炽灯来照明，平均每月照明用电 50kWh，现全
6、部改用 LED 灯。相同情况下可节能约 70%已知每消耗 1 度电相当于排出 1.1kg 的二氧化碳，则改 用 LED 灯后，这个家庭平均每月能减排二氧化碳约_kg。 4 10 月 1 日， 中华人民共和国成立 70 周年庆祝活动在天安门广场盛大举行， 现场带来 3290 块可折叠手持光影屏组成的拼接阵列， 光影屏是由 32x32 的全彩灯点阵组成， 具有显示、 储存和无线控制的功能，并且中间可以折叠，最大折叠角度 90 度，更加增强了演员动作 的丰富性和光影变幻效果。 90 名联欢群众通过可折叠的手持光影屏立体呈现了 红旗颂 、 我们走在大路上 、 在希望的田野上 、 领航新时代等相关主题，
7、为天安门广场增 添了一道靓丽风景，也为新中国七十华诞献上最美好的祝福。 （1）手持光影屏是由 LED 组成，即发光二极管，它是一种_（选填“导体”或“半 导体”）材料，它在电路中工作时，具有_性。 （2）如果要使 LED 灯实现亮度渐变的效果，需要给它串联一个_，该电路元件 的原理是_。 （3）举例说明问题（2）中加入的电路元件在生活中的应用_。 5爸爸每天开车送小明上学，每逢雨天时，小明发现，汽车前挡风玻璃上的雨刮器随着雨 的大小，刮动的速度相应地发生变化，雨停后，刮水器自动停止工作，周六休息日，吃 过早饭后，小明便开始通过网络和相关书籍查阅相关资料。 （1）小明的早饭是妈妈用家里的电动粉碎
8、机将核桃打碎后做的核桃粥。如图甲所示，电 动粉碎机有 S1和 S2两个开关，使用时，在闭合开关 S1的同时还要用力下压盖子（相当 于闭合开关 S2） 粉碎机才能工作， 请你按要求将粉碎机的电动机及 S1、 S2连入家庭电路。 （2）相关资料显示，雨刮器的工作电路中安装有“雨水检测金属网”装置。小明想，该装 置究竟在刮水器工作中起到了什么作用， 于是他自制了如图乙所示的雨水检测金属网 （以 下简称检测网） ，并设计了如图丙所示模拟电路进行探究，小明按如图丙连接好电路，实 验时，检测网未放入雨水中，电路处于断开状态；再将检测网放入雨水中。电路接通， 这表明雨水是_（选填“导体”或“绝缘体”） ，通
9、过观察电路中_的变化，来 判断电动机转速的变化，从而反映刮水器刮水速度的变化。 （设检测网相邻金属线间雨水 的电阻约为 75） （3）他又将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验，记录如下数据： 检测网入雨水中部分 未浸入 浸入 浸入 全部浸入 电流表的示数/A 0 0.16 0.20 0.32 分析数据可知，检测网没入雨水中深度越深，a、b 间接入电路的电阻变小，电流表示数 变大。根据影响导体电阻大小的因素可知：a，b 间接入电路的电阻变小是由导体的 _引起的。 （4）小明设计的电路在无雨水时，电动机不能转动，将无法实现车窗的清洗。 请你在不拆卸原电路的基础上，在该电路中加装一个电路元件，
10、以解决此问题，简述你 的做法：_。 6阅读短文，回答问题： 光电效应 光电效应分为光电子发射、 光电导效应和阻挡层光电效应。 前一种现象发生在物体表面， 又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。外光电效应是指被光 激发产生的电子逸出物质表面的现象。内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质 内部运动，但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。 光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器； 光敏电阻可应用在各种自动控制装置和光检测设备中，如自动门装置、路灯、应急自动 照明装置等方面。 利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应
11、，使太阳光射到硅材料上产生电 流直接发电。 （1）外光电效应会从物质中激发出带_电（选填“正”或“负”）的粒子。 （2）太阳能电池是依据_（选填“内”或“外”）光电效应工作的。 （3）现在楼道内常用红外感应开关替代声控开关。白天光控开关断开，夜晚光线暗时， 光控开关闭合；当有人进入楼道内时，红外感应开关闭合，没人时红外感应开关断开。 下列关于楼道内路灯电路设计合理的是_（光控开关用光表示，红外感应开关用 红表示） 。 （4）小明设计了一种简易烟雾报警控制器如图 C 所示，电路中 R0为定值电阻，R 为光 敏电阻，其阻值随光照的增强而减小，烟雾增大到一定程度使电压表 V 的指针偏转到某 区域时触
12、发报警系统。S 闭合后，当有烟雾遮挡射向 R 的激光时，电压表 V 的示数将 _（选填“增大”或“减小”） ；为了使控制器在烟雾较淡时就触发报警器，可以 _（填“增大”或“减小”）R0的阻值。 7阅读短文，回答问题 压力传感器 压力传感器种类很多，电子秤中测力装置所使用的电阻应变式压力传感器就是其中的一 种，它能够将被测量的压力信号转化成电压信号，电阻应变式压力传感器的原理如图甲 所示，金属梁右端为固定端，左端为自由端，金属梁的上、下表面各紧贴一块完全相同 的应变片，应变片结构如图乙所示，它主要是由基底、金属电阻丝和引线等组成，电阻 丝固定在基底上， 当应变片被拉长时， 金属电阻丝同时被拉长，
13、 电阻丝的电阻变大反之， 当应变片被压缩时，金属电阻丝变短，电阻丝的电阻变小。 当自由端受到向下的压力 F 时，金属梁向下弯曲，上应变片被拉长，下应变片被压缩。 如果上、 下金属电阻丝有大小不变且相等的电流通过时， 上应变片引线间两端电压为U1， 下应变片引线间两端电压为 U2，传感器可以通过输出两个电压的差值 U（UU1U2） 来反映压力 F 的大小。 请回答下列两个问题 （1）当金属梁没受到压力时，根据_，所以 U1U2，U0。 （2）当金属梁受力向下弯曲时，U1 _，U2 _（两空均选填“变大”或“变小” 或“不变”） 。 8如图为快递界的智能分拣机器人“小黄人”，它工作时能通过“看”地
14、面上粘贴的二维 码给自己定位和认路。当派件员将快件放在托盘上，“小黄人”会在一秒内迅速扫码识别 信息，读取出其位置译码和目的地信息，每个地址对应不同的下落口，每个下落口对应 一个地级市。“小黄人”依照后台计算生成的结果，规划好机器人要走的路线，实现对包 裹路径信息的追踪记录， 真正实现了扫码、 称重、 分拣功能“三合一”。 据悉， 1 个机器人， 可实现 1 小时内分拣 50 个快件的作业总量。 （1）“小黄人”将快件运到对应的下落口时，就推开托盘，将快件“扔”进下落口（如图 2） 。如果将“扔”快件的托盘抽象为如图 4 的示意图，“小黄人”对托盘的推力 F 始终垂直 托盘向上，在水平位置时快
15、件与托盘的重心在同一竖直线上（快件和托盘的质量分布是 均匀的） 。请根据所学知识分析判断，“小黄人”在“扔”快件的过程中所用推力 F _ （选填“逐渐变大”、“保持不变”或“逐渐变小”） 。 托盘的质量 400g，OB 长为 30cm，OA 长为 5cm。若某快件的质量为 3kg，为了将快 件“扔”进下落口，请计算“小黄人”此时对托盘推力 F 至少为多大。 （g 取 10N/kg） 项目 指标参数 工作电压 15V 功率 30W 电池容量 4000mAh （2）如图是某款“小黄人”铭牌上的部分参数。电池容量“4000mAh”是指当工作电流为 4000mA 时，能持续供电 1 小时。若充满电后，
16、所有电能用于正常工作，则可供机器人持 续正常工作多长时间？ （3）如图 3，“小黄人”设有自动充电功能，当检测到电池容量低至 10%时会自动返回充 电。若返回过程中受到的阻力为 27 牛，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时，机 器人离充电座不能超过多少米？（剩余电池容量的 40%用于提供克服阻力做功） 9在发电厂里，煤炭中的化学能或者河流中的水能转化为电能。为了减少煤炭的运输费火 力发电厂通常建在煤炭的产地，水力发电厂则只能建在水力资源丰富的地方。电能输送 到几百千米甚至几千千米之外的用户，需要用输电导线，导线当然有电阻，如果导线很 短，电阻很小可忽略，而远距离输电时，导线很长，电阻大到不
17、能忽略，由于电流的热 效应，远距离轴电中的电能损失十分可观，怎样才能减少这种损失呢？ （1）请根据焦耳定律分析，找到减小输电导线发热的方法（至少两种） ，并分析说明最 可行的方法是哪一种。 （2）发电厂输出的电功率是一定的，它决定于发电机组的发电能力。 设某发电厂的输出功率 P01.1 108W，发电厂距离用电区 200km，输电线路上的总电阻 为 50。 若采用 220V 的电压输送电能，输出线路的电流 I1_A，输电线路损失的热 功率 P1_W， 其与发电厂输出功率 P0比较： P1 _P0（选填“大于”或“小 于”） 若采用 220kV 的高压输送电能，输电线路损失的热功率 P2_W比较
18、上述计 算结果可得：采用_远距离输电可以大大降低输电线路的热功率损失。 （3）若想使输电线路中的热功率损耗为零，还可以采用_作为输电线材料。 10小明探究“电流一定时，导体消耗的电功率与导体电阻的关系”，现有实验器材：稳压电 源、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱（符号为） 、开关及若干导线。 （1）为了完成此探究实验，请你在图甲的虚线框内将实验电路图补充完整；若连接电路 后，闭合开关，发现电压表的指针偏转如图乙所示，其原因可能是_。 （2）实验中利用公式_计算电阻箱阻值不同时消耗的电功率，实验过程需要记录 的物理量有：电阻箱两端电压 U、通过电阻箱的电流 I 和_。 （3）在实验中，小明需多
19、次改变电阻箱的阻值进行测量，每改变一次阻值，都必须移动 滑动变阻器的滑片来控制_，多次改变电阻箱阻值的目的是_。 （4）完成上述实验后，小明又从实验室借了一个额定电压为 2.5V 的小灯泡和一个单刀 双掷开关，设计了图丙所示实验电路图来测量小灯泡的额定功率，实验如下：闭合开关 S1，将开关 S2拨到触点 2，把电阻箱调到 10，刚好使电压表的示数为 2.5V；再将开关 S2拨到触点 1，读出电压表的示数为 4.5V，小灯泡额定功率 P_W。 11电热水壶与煤气炉是家庭常用的两种加热装置，在学习了“热机效率”后，某实验小组针 对电热水壶与煤气炉的加热效率与使用成本进行了实验。实验小组使用煤气炉与
20、电热水 壶分别将 500g 初温为 25的水加热到沸腾（一个标准大气压下） ，用燃气表测量了所消 耗的煤气的体积，用电能表（如图）单独测量了电热水壶消耗的电能。记录相关数据如 表格甲所示。 （水的比热容为 4.2 103J/（kg） 、酒精的热值为 3.0 107J/kg） 电热水壶 煤气炉 型号 220V1400W 型号 TH33A 型燃气灶 加热时间 2min30s 加热时间 4min 电能表指 示灯闪烁 次数 40 次 消耗煤气 0.004m3 电价 0.67 元/kWh 煤气价格 20 元/m3 （1）该电能表所接电路的最大总功率为_W。 （2）热水壶中的水升温过程中吸收热量为_J利用
21、电能表的相关测量结果可得 到热水壶消耗电能为_kWh，电热水壶的效率为_。 （3） 经过计算可以发现电热水壶的实际功率_1400W （选填“大于”“小于”“等于”） ， 原因可能是：_。 （4）从使用成本上考虑，使用_更划算。 12阅读下面短文，回答以下问题。 感应发光冰块 感应发光冰块产品是采用食品级 PS 材料及电子元件组成的发光冰块， 采用先进的触水式 开关，具有入水即亮的特性（液体感应） ，外形仿如真实冰块一般。感应发光冰块采用电 池供电，无化学变化，无毒无害，可放置于各类饮品中增添浪漫及神秘的气氛。感应发 光冰块内部电子元件有：液体感应器、AG3 电池和 LED 灯泡。感应发光冰块的
22、使用方法 是将发光冰块清洁干净放入水中，它将自动发亮；使用完毕后，用布擦干放置于干燥的 地方以备下次使用。感应发光冰块还可以放入冰箱内冷冻后，再放入饮料内，可以起到 降低饮料的温度。需要注意的是，请勿吞食感应发光冰块，避免放置于 温度过高的饮品中。图为某品牌感应发光冰块，其内部电子元件有 3 个 AG3 电池（AG3 电池额定电压 1.5V，容量 28mAh） ，能发出彩色光，有八档可选：红色，白色，绿色， 蓝色，黄色，粉色，慢闪，七彩快闪，持续正常发光 15h 后 AG3 电池电能耗尽。 （1）液体感应器是先进的触水式_（选填“电源”、“灯泡”或“开关”） 。 （2）冷冻后的感应发光冰块通过
23、_的方式减少饮料的内能。 （3）LED 灯泡发光时，能量的转化情况是_，某同学将感应发光冰块的 AG3 电 池正负极对调，LED 不能发光，这说明了 LED 灯具有_性。 （4）一只 AG3 电池最多释放的电能为_J，如图所示，一个感应发光冰块正常工 作时的功率为_W。 13电冰箱使用三插头与电源连接，如图 a 所示，接地接用电器外壳细心观察可以发现，三 脚插头中接用电器金属外壳的那个插脚比另外两个插脚要稍长。 （1）这样的设计主要考虑下列哪一因素_（选填字母） A使插头的造型更美观 B插入插座中可更稳固插头 C有利于识别火线和零线插脚 D插入插座时，可确保用电器外壳先接地 （2）如图 b 所
24、示是电冰箱的简化电路图，图中 M 是电冰箱压缩机内的电动机，L 是电冰 箱内的照明灯，打开冰箱门时，开关_自电源动闭合，使得照明灯亮；冰箱内温 度降低到设定温度时，开关_自动断开，电动机停止工作； （3）冰箱的压缩机是一台电动机，它工作时是把_能转化为_能； （4）提出一项使用冰箱时的节能措施：_。 14阅读短文，回答问题： 热动式断路器 当电路发生短路或过载时，电路中的电流就会超过额定电流，可能导致电路损坏，甚至 引发火灾。触电时，几毫安的电流通过人体，就会对人体造成严重伤害。为了防止事故 的发生，电路中通常要安装各种保护装置，如熔断器、空气开关、漏电保护器等。当发 生短路、过载或人体触电时
25、，电路中的保护装置会自动切断电路。 在各种类型的电路保护装置中，热动式断路器是最简单的一种，其结构如图所示。推动 复位手柄，脱扣器将手柄锁定在合闸位置。若电路中的电流小于或等于额定电流，则断 路器不会动作。当电路过载时，通过断路器的电流就会超过额定电流。此时双金属片发 热并向右弯曲（如图中虚线所示） ，带动脱扣器动作，于是复位手柄在弹簧拉力作用下跳 向断开位置，触点分开，从而切断电源。为了防止开关触点频繁通断而烧坏，一般用银 做开关的触点。热动式断路器只适用于过载保护，对于需要瞬间断电的短路情况，必须 采用电磁式断路器。 （1）热动式断路器的原理是利用了电流的_（热/磁）效应。 （2）下列说法
26、正确的是_。 A热动式断路器在家庭电路中的作用是防止触电 B脱扣器将手柄锁定在合闸位置时弹簧没有弹性势能 C复位手柄必须由绝缘体制作 D推动复位手柄合闸时，手柄是一个费力杠杆 （3）一标准大气压下银的熔点是 962，铜的熔点是 1083，断路器的开关触点用银而 不用铜做主要是因为银_（填一条即可） 。 （4）双金属片是由长和宽相同的铜合金片和铁合金片组成，且两金属片被紧紧地铆在一 起，受热时铜片膨胀得比铁片大，则符合文中安装要求的双金属片是_。 （5）在电路发生短路时，热动式断路器不能瞬时断电的原因是_。 15现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分突出的问题。下表提供了一组人体 电阻数
27、据。如图所示，用电器 R 接在电压为 220V 的电源上时，消耗电功率是 1100W， 电路中还有额定电流为 10A 的熔丝。则： 测量项目 完全干燥时 出汗或潮湿时 手与手之间的电阻 200k 5k 手与脚之间的电阻 300k 8.8k 手与塑料鞋底之间的电阻 8000k 10k （1）只有用电器 R 接入电路时，通过熔丝的电流为_A。 （2）一个潮湿的人，赤脚站在地上，由于不小心，手接触火线，发生触电事故，则通过 人体的电流是_A（上表电阻数据适用此人） 。 （3）熔丝不会“救”人命的原因是_。 16司南是我国古代的四大发明之一。是春秋战国时期发明的一种指南针，如图甲所示，它 由青铜盘和磁
28、勺组成，磁勺放置在光滑青铜盘的中心，可以自由转动。古文论衡是应 篇中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。司南的作用，放在地上，它的勺柄静 止时指向南方。磁勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用。司南的发明不但证 明了中国人的聪明才智，而且还为世界指明了前进的方向，为人类的发展和进步起到了 重要作用。 请根据上述材料，回答下列问题： （1） 若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的， 图 21 乙和丙所示的两个示意图中， 能合理描述这块大磁铁的是图_。 （2）古人选用较光滑的青铜盘，可以减小磁勺与青铜盘的_。 （3）如果将青铜盘换成铸铁盘，磁勺能不能正确指示方向呢？为什么？ 17学习奥斯
29、特实验后，小喆和小巍想：既然通电导体周围存在磁场，那么如果把导线绕成 线圈，周围是否也有磁场，磁场的方向如何呢？为此，她们找来线圈等器材，连接电路 如图甲所示，运用研究磁场的方法来探究此线圈外部的磁场。 （1）她们先将 6 个小磁针分别放在线圈外部的不同位置，闭合开关后，发现所有的小磁 针均发生偏转。于是她们得出结论：通电后的线圈周围 磁场 确实存在。此时，如果 移走小磁针，则该结论_（选填“仍然”或“不”）成立。 （2）细心的小喆还发现线圈通电后，小磁针不但偏转，而且在不同位置的小磁针 N 极指 向各不相同。 如图甲所示， 线圈正下方的小磁针静止时 N 极指向左， 小喆综合分析判断， 线圈的
30、_端是 N 极。 （3）为了进一步研究线圈周围磁场的分布特点，她们撤去小磁针，将铁屑均匀地洒满玻 璃板，再次通电，铁屑会被磁化，每一个小铁屑都相当于一个小磁针，她们轻轻敲击玻 璃板面，观察到了如图乙所示的铁屑分布情况，她们分析论证后得出结论：线圈周围的 磁场与_磁体的磁场相似。 （4）因为通电导体周围磁场的方向与电流的方向有关，她们猜想线圈的磁场方向也会受 电流方向的影响。为验证她们的猜想，小巍提出方案：应该在玻璃板上洒铁屑，小喆提 出方案：应该在线圈周围放小磁针。你认为_的方案可行，接下来的实验操作应 该是：调换电源的正负极，闭合开关，_。 18阅读下列材料，回答下列问题 电磁继电器与扫地机
31、器人 某智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转、 产生高速气流將灰尘等吸入集尘盒。因乙为其部分工作原理图，R 为光敏电阻，其阻值 随光照强度增大而减小。下表为其部分工作参数（注：电池总容量 2.5Ah 是指在额定电 压下以 2.5A 的电流可工作 1 小时） 额定电压 12V 额定功率 30W 电池总容量 2.5Ah 工作噪音 50dB （1）图乙中电磁铁是根据电流的_效应做成的。 （2）接通电源，机器人工作，当清扫到一定程度，地面灰尘减少，使照射到光敏电阻上 的光照强度增强，通过电磁铁的电流将_（选填“增强”、“不变”或“减弱“） ，则电 磁铁磁性_ （选填
32、“增强”、 “不变“或“减弱“） ， B 触头将与_ （选填“A“或“C“） 触头接触。 （3）充满电后电池储存的电能为_J；求充满电后最多可以供扫地机器人工作？ _小时。 19阅读短文，回答问题： 电动自行车调速系统 常用电动自行车调速系统主要由磁铁、霍尔传感器、控制器和开关 K 四部分组成。 霍尔传感器是将磁信号转变成电信号的装置，它产生的电压 U0随磁场增强而增大。如图 甲所示，当霍尔传感器从左往右移动时，它所处的磁场强弱发生变化，导致霍尔传感器 产生的电压 U0相应变化，在转动电动自行车手柄旋转套时，旋转套中磁铁与固定在手柄 中的霍尔传感器的相对位置发生改变，致使 U0的大小发生变化。
33、 控制器的作用是将自身产生的电压U1与霍尔传感器的电压 U0比较后， 输出控制电压 UK， 控制开关 K 的通断是：当 U1小于 U0时，UK1V，图乙中开关 K 闭合；U1大于 U0时， UK0，K 断开如图乙。正常行驶时，电动自行车控制器的电压 U1的大小随时间周期性 变化，如图丙所示，控制器输出的 UK使开关交替通断。 （1）电动自行车在行驶过程中主要的能量转化情况与下列哪种相同？_ A发电机 B扬声器 C话筒 D电热水壶 （2）如图甲所示，当霍尔传感器从条形磁铁的 S 附近水平移动到 N 极附近时，它所处 的磁场强弱的变化是_，导致霍尔传感器产生的电压 U0大小的变化是_。 （3）当控
34、制电压 UK0 时，电动机中_（有/无）电流通过。 （4）当电动车在行驶过程中，转动手柄旋转套后，车速增大，电动自行车的电动机的额 定功率_（选“变大”、“变小”或“不变”） 。 （5） 图中折线 A 和直线 B 分别是 U1和 U0随时间变化的关系图线， 由图中所示可知： t1、 t2、t3、t4的四个时刻中，_时刻电动车获得动力（加速） 。 20读短文，回答问题： 贫民窟中的黑科技单靠重力工作的电灯 当我们在享受电灯带来的各种便利时，身处在发展中国家贫困地区的人们却在依靠极度 危险的煤油灯进行照明。针对发展中国家普遍用不上电的情况，2012 年 12 月，英国伦敦 设计师马丁瑞德福和吉姆里
35、弗斯发明了一款实用的“重力灯” （GravityLight） ， 顾名思义， 它靠重力发电，在灯身上挂着的一重物，重物下落时，它会拉动灯中心的一根绳子，从 而启动一台发电机，发电机把下落重物产生的能量为灯供电。这和手摇式发电装置的原 理一样，只不过重力灯的运动方向更垂直，这种重力灯和苹果手机一起被称为 21 世纪最 伟大的发明。 现在，重力灯迎来了第二代“重力 LED 灯 GL02”，其亮度相当于一个 12 瓦的日光灯 （如图 1） ，使用寿命可以达到 200 年。“重力 LED 灯 GL02”挂于大约 2 米高，通过拉几 下珠绳把重物吊起，松开后，重物因重力的关系会慢慢下降（每秒大约 2mm
36、，如图 2） ， 重力灯的内部结构如图 3 所示，以一系列的齿轮带动一个直流发电机，发电时间约为 20 分钟。“重力 LED 灯 GL02”采用了全新的保护机制，可以确保超重的物体安全地着陆地 面，当沙包落到地面时，只要将沙包再提离至原来位置，又可以继续发电，这样就能拥 有绿色、 不用电池， 无污染、使用“零”成本、源源不断的光线， 而且“重力 LED 灯 GL02” 机身上有 DC 插座，还可以为收音机等设备进行供电，其他类似的装置比如电池充 电器也能用同样的方式工作。重力 LED 灯的照明时间取决于安装的高度，正常情况下， 置于 1.8 米的高度， 可以维持约 20 分钟的照明， 当然你安
37、装高度的越高， 维持时间越长。 （1）重力灯的主要构件是直流发电机，它的工作原理是_。 （2）重力灯工作过中主要的能量转化形式是：将_能转化成_能再转化成 光能。 （3）如果某一次使用重力灯，将质量为 20kg 的重物吊起到 1.8m 的高度释放，重物以 2mm/s 速度匀速竖直下降，整个过程中可使 10 只并联的标有 3V10mALED 灯正常发光。 则整个过程中重物的重力做功_J（g10N/kg） ；重力灯的能量转化效率为 _。 （4）重力灯是绿色、无污染的清洁照明工具，使用“零”成本。但它也有不足之处，请说 出使用重力灯的一点不足：_。 7.综合题综合题 1 （1）有 A、B、C 三个轻
38、质小球，已知 A 与用丝绸摩擦过的玻璃棒互相排斥，当 A 靠近 B 时，它们相互吸引，B 球靠近 C 球时，它们相互排斥，由此可知 B 球带_电， C 球带_电。 （2） 如图 1 所示在开关和小灯泡之间连着两个金属夹 A 和 B， 在金属夹之间分别接入 硬币、铅笔芯、橡皮、塑料尺，闭合开关后，在 A、B 接入_小灯泡能发 光（填序号） ，这些能让小灯泡能发光物体是_（填“导体”或“绝缘体”） 。 （3）如图 2 所示为冬天人们常用的一种电热暖手宝，为了使用时更加安全，它的内部采 用了双重温控保护开关，两个温控开关应是_（选填“串联”或“并联”）起来使用 的。 （4）如图 3 所示电路： 闭合
39、开关后电路将_（选填“通路”或“断路”或“短路”） ； 去掉导线 a 后，电路是_联电路； 改变 a、b、c 三根导线中一根的接法，使电路成为并联电路（先在原导线上打“”，后 用笔画线代替导线画出符合要求的导线） 。 【答案】 （1）负；负； （2）；导体； （3）比热容大；串联； （4）短路；串； 见上图。 【解析】 （1）A 与用丝绸摩擦过的玻璃棒互相排斥，由电荷间相用规律可知，A 带正电， 当 A 靠近 B 时，它们相互吸引，故 B 带负电或者不带电；而 B 球靠近 C 球时，它们相 互排斥，故因此说明 B、C 都带负电。 （2）常见的导体包括：人体、大地、各种金属、 酸碱盐的溶液等，提
40、供的材料中硬币和铅笔芯是导体，因此接入后小灯泡能发光。 （3） 电热暖手宝采用双重温控保护开关，两个开关相互影响的，只有同时闭合才行，故应 该是串联。 （4）开关闭合后，电流从电源正极开始不经过用电器，直接流回电源负极， 因此开关闭合后电路为短路现象；去掉导线 a 后，电流从电源正极依次经过开关和两 个灯泡，因此此时两个灯泡串联连接；并联电路，电流路径有两条，即电流从电源正 极分别经两个灯泡流回电源负极；因此将导线 c 改接灯泡的另一个接线柱，如下图： 2神奇的热电偶 1821 年，德国物理学家塞贝克发现了一种奇怪的现象：把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电 流计串联成闭合电路，然后把铜丝和铁丝的一个
41、连接点放在盛有冰水混合物的容器里保 持低温，另一个连接点放在火焰上加热，发现灵敏电流计的指针发生了偏转，表明这时 闭合电路中产生了电流。 塞贝克把这种电流叫做“热电流”， 把这种电路叫“热电偶电路”。 某研究小组的同学们按如图所示的电路，模拟塞贝克实验，探究了决定“热电流”大小的 因素，通过实验测得了电流的大小与温差关系的一组数据： 两接点间的温差/ 0 1 100 200 300 500 800 1000 电路中的电流/A 0.000 0.001 0.064 0.142 0.229 0.417 0.731 0.956 阅读短文，回答下列问题： （1） 从表中数据可以发现， 电路中的电流随两点
42、间的温度差的增大而_；（选填“增 大”“减小”或“不变”） （2）这样的热电偶电路其实相当于一个电源，它是把_能转化为电能，它还可以 把温度信号换成_信号； （3）热电偶电路产生热电流的条件是_；_。 【答案】 （1）增大； （2）内；电； （3）用不同金属丝组成闭合回路；两连接点之间有温 度差。 【解析】 （1）从表格中可以看出，热电偶电路中电流的大小将随着两接点间温度差的增 大而增大；并且电路中的电流在发生变化，故电路中的电阻是变化的； （2）根据表中数 据可知，温差越大，电路中的电流就越大，说明热电偶是将内能转化为电能的装置；根 据文中内容可知，可以把温度信号换成电信号； （3）由题意可
43、知，组成“热电偶电路”的 是两种不同的金属丝形成闭合电路，且通过表中的数据可以看出，只有两接点间有温度 差时，电路中才有热电流，而且温度差越大，电流也越大；因此热电偶电路产生热电流 的条件是用不同金属丝组成闭合回路，并且两连接点之间有温度差。 3阅读短文，并回答问题。 第四代电光源LED 如图甲是时下较为流行的 LED 手电筒和 LED 吸顶灯，它们的主要部分是高亮度发光二 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、寿命长、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。LED 的发光原理 与白炽灯截然不同，是直接把电能转换成光能的器件，因而其发光效率
44、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。 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、电流值，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_（高/低）
45、 ； （2）在图丙中，闭合 S，滑动变阻器调至阻值为_ 时，LED 灯刚好正常发光； 断开 S，改变电源的正负极后再闭合 S，则 LED _（能/不能）发光。 （3）某个家庭原来全部用白炽灯来照明，平均每月照明用电 50kWh，现全部改用 LED 灯。相同情况下可节能约 70%已知每消耗 1 度电相当于排出 1.1kg 的二氧化碳，则改 用 LED 灯后，这个家庭平均每月能减排二氧化碳约_kg。 【答案】 （1）半导体；低； （2）75；不能； （3）38.5。 【解析】 （1）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
46、、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）当 LED 灯正常发光时，滑动变阻器两端电压为 UUUL4.5V3V1.5V， 由图象知，LED 正常发光时的电路电流为 IIL20mA0.02A， 因为 I，所以滑动变阻器接入电路的阻值为 R75； 闭合开关 S，LED 发光；断开 S，改变电源的正负极后闭合 S，LED 由于具有单向导电 性，所以电路处于开路状态，LED 不能发光； （3）全部改用 LED 灯后节约电能E50kWh70%35kWh， 可减排二氧化碳mE1kg/kWh35kWh1.1kg/kWh38.5kg。 4 10 月 1 日， 中华人民共和国成立 70 周年庆祝活动在天安门广场盛大举行， 现场带来 3290 块可折叠手持光影屏组成的拼接阵列， 光影屏是由 32x32 的全彩灯点阵组成， 具有显示、 储存和无线控制的功能，并且中间可以折叠，最大折叠角度 90 度，更加增强了演员动作 的丰富性和光影变幻效果。 90 名联欢群众通过可折叠的手持光影屏立体呈现了 红旗颂 、 我们走在大路上 、 在希望的田野上 、
