13.夜晚開燈經(jīng)常摸不到開關(guān),如果電路中接有指示燈就可避免這種情況.如圖所示,請(qǐng)你設(shè)計(jì)虛線框內(nèi)的指示燈電路.可以提供選擇的器材有:“220V  10W”燈泡一只;“2.5V  0.75W”燈泡一只;“2V  10mA”發(fā)光二極管一只(電路圖符號(hào):);還有各種阻值的電阻和導(dǎo)線若干.
(1)燈泡“2.5V  0.75W”正常工作時(shí)的電流0.3A,如果把它接入220V的電路中,為了讓它能正常工作串聯(lián)一個(gè)725Ω的電阻.
(2)在指示燈能正常工作的情況下,又要求從節(jié)能考慮,請(qǐng)你選用最的佳器材及器材規(guī)格是“2V 10mA”發(fā)光二極管.
(3)請(qǐng)依你所選的器材,將電路圖中的虛線框部分補(bǔ)充完整.

分析 (1)已知燈泡額定電壓和額定功率,利用I=$\frac{P}{U}$得到燈泡正常發(fā)光的電流;電源的電壓大于發(fā)光二極管的額定電壓,要使其正常發(fā)光應(yīng)串聯(lián)一電阻分得的多余的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電阻兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律求出串聯(lián)電阻的阻值;
(2)①選擇“220V、10W”的燈泡,可以直接接入電路,指示燈電路消耗的功率就是燈泡消耗的功率為10W;
②選擇“2.5V、0.75W”的燈泡,它就不能直接接入電路,要保證它的安全,需串聯(lián)一個(gè)電阻,問題轉(zhuǎn)化成:串聯(lián)電阻后,燈泡正常工作,此指示燈電路消耗的功率多大,即為燈泡和電阻共消耗多少功率,而不僅僅是燈泡消耗的功率;
③同理,選擇“2V、10mA”的發(fā)光二極管,也需要串聯(lián)一個(gè)電阻,發(fā)光二極管正常發(fā)光時(shí)電路消耗的功率是發(fā)光二極管和電阻總共消耗的功率;
比較以上三種情況指示燈電路消耗的電功率,就可以做出正確的選擇.
(3)根據(jù)(2)的分析結(jié)果,畫出正確的電路圖.

解答 解:(1)因?yàn)镻=UI,
所以“2.5V 0.75W”燈泡正常發(fā)光的電流為I=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{0.75W}{2.5V}$=0.3A;
要使此燈泡正常工作,應(yīng)串聯(lián)一電阻R進(jìn)行分壓,
電阻兩端的電壓:
UR=U-U二極管=220V-2.5V=217.5V,
電阻的阻值:
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{額}}$=$\frac{217.5V}{0.3A}$=725Ω;
(2)若選“220V、10W”的燈泡,指示燈電路消耗功率P1=10W;
若選“2.5V、0.75W”的燈泡,指示燈電路消耗功率:
P2=UI=220V×0.3A=66W;
若選“2V、10mA”的發(fā)光二極管,指示燈電路消耗的功率:
P3=U電源I3=220V×10×10-3A=2.2W.
因?yàn)镮=$\frac{U}{R}$,
根據(jù)計(jì)算結(jié)果,應(yīng)選用發(fā)光二極管;
(3)選用“2V、10mA”的發(fā)光二極管和一個(gè)電阻串聯(lián),電路圖如下:
答:
(1)0.3;串;275;
(2)“2V  10mA”發(fā)光二極管;
(3)

點(diǎn)評(píng) 選擇最優(yōu)化方案的試題主要考核學(xué)生面臨新問題時(shí),如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)及物理的一般能力去解決實(shí)際問題,可以有效地改變學(xué)生一切依賴教師的習(xí)慣,是學(xué)生今后立足社會(huì)所必須具備的素質(zhì),在平時(shí)教學(xué)中,教師要有的放矢的設(shè)定這樣的情境,培養(yǎng)學(xué)生的優(yōu)化選擇能力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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3.“大樹底下好乘涼”這是一個(gè)眾人皆知的俗語,甲同學(xué)卻不以為然,為此甲乙二人發(fā)生激烈的辯論,甲認(rèn)為,有了遮陽傘,人在遮陽傘下與在大樹下同樣沒有陽光直接照射,所以一樣涼爽,乙認(rèn)為遮陽傘下比樹下熱.根據(jù)你所學(xué)的物理知識(shí),對(duì)上述兩人的觀點(diǎn)你支持乙,請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),以解決他們之間的爭(zhēng)辯.
(1)實(shí)驗(yàn)器材:
(2)實(shí)驗(yàn)方法:
(3)如何從物理學(xué)角度解釋你的結(jié)論?
(4)通過這次活動(dòng),你有什么感想?你還能舉出幾個(gè)你生活中類似這樣的例子嗎?

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4.比較下列實(shí)驗(yàn)的描述,其中應(yīng)用的物理方法與其它三個(gè)不同的是( 。
A.
利用乒乓球觀察音叉的振動(dòng)
B.
保持尺子伸出長(zhǎng)度,用不同大小的力撥動(dòng),觀察聲音變化
C.
通過火苗的跳動(dòng)反映聲波具有能
D.
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1.如圖(a)、(b)中的情景表示了力的作用效果,其中圖(a) 主要表示力能使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變[選填“(a)”、或“(b)”]

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8.如圖所示電路,R1=2Ω,R2=3Ω,R3=6Ω,電流表A1的示數(shù)為3A,則電流表A2的示數(shù)和電壓表V的示數(shù)為(  )
A.3A  6VB.1.5A   3VC.1A   3VD.0A   6V

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18.小華對(duì)下列運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目所涉及到的物理知識(shí)的分析中,正確的是( 。
A.騎自行車剎車時(shí),不能馬上停下來,是因?yàn)槿撕蛙囀艿綉T性力的作用
B.滑雪時(shí),人從高處自由滑下,速度越來越快,是因?yàn)閯?dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能
C.人登上較高的山頂時(shí),會(huì)感覺不適,是因?yàn)樯巾敋鈮后{于山腳的氣壓
D.人潛入較深的水中時(shí),必須穿潛水服,是因?yàn)橐后w壓強(qiáng)隨深度增加而增大

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5.小轎車的儀表盤上有一個(gè)用來提醒司機(jī)車門是否關(guān)好的指示燈,若四個(gè)車門中的任何一個(gè)未關(guān)或未關(guān)好,指示燈都會(huì)亮著.下面四個(gè)電路設(shè)計(jì)中,符合這一要求的是( 。
A.B.C.D.

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2.如圖是課本上的一些演示實(shí)驗(yàn)或插圖,請(qǐng)你根據(jù)要求填空:
(1)圖A中點(diǎn)燃的蠟燭上下擺動(dòng),形成蹺蹺板.其中的物理原理是杠桿原理.
(2)圖B是用來判定通電螺線管的磁場(chǎng)方向.
(3)圖C中將手機(jī)放在金屬容器中接收不到信號(hào),其原因是金屬容器對(duì)電磁波有屏蔽作用.
(4)圖D的實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是重力的方向總是豎直向下的.

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