1. 电动平衡车,又称体感车,是一种时尚代步工具,它利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器,来检测车体姿态的变化,并利用伺服控制系统,精确地驱动左右两个电动机进行相应的调整,以保持系统的平衡。电动平衡车采用站立式驾驶方式,通过身体重心和操控杆来控制车体运行,采用锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶。下表为某品牌电动平衡车的部分技术参数。
锂电池能量密度0.25kW•h/kg自重12kg
锂电池的总质量2kg最大载重90kg
每个电动机的最大输出功率350W舒适速度可达18km/h
电动机的能量转化效率75%陡坡15°

如图甲所示,科技兴趣小组为平衡车设计的转向指示灯电路。电路中电源电压恒为6V,指示灯L1、L2的规格均为“6V 6W”,R0为定值电阻,电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计,不考虑指示灯电阻随温度的变化,当单刀双掷开关S与“1”接通后,左转指示灯L1会亮暗交替闪烁。在上述过程中,左转指示灯L1两端实际电压UL随时间变化规律如图乙所示。

(1) 当单刀双掷开关S与“2”接通时,电磁铁中有电流通过,右转指示灯L2发光 (填“较亮”或“较暗”)。接着,衔铁被吸下,触点A与B接通,电磁铁和电阻R0被短路,右转指示灯L2发光 (填“较亮”或“较暗”)。此时,由于电磁铁中没有电流通过,衔铁被弹簧拉上去,触点AB分离,电磁铁中又有电流通过,随后电磁铁又将衔铁吸下,如此循环,右转指示灯L2会亮暗交替闪烁。
(2) 单刀双掷开关S与“1”接通,触点A与B分离时,电磁铁上端是 极。
(3) 电动平衡车的锂电池在满电的情况下能储存的电能
(4) 若小明体重是88kg,当他驾驶电动平衡车时车对地面的压力为 N,他驾驶电动平衡车在水平路面上以18km/h的速度匀速行驶时,受到的阻力是人与车总重的0.1倍,当耗能为锂电池总储存能量的50%时,则每个电动机的平均输出功率为W,平衡车行驶的路程是km。(g取10N/kg,锂电池的总储存能量=锂电池的能量密度×锂电池的总质量)
【考点】
电功率与电能、时间的关系; 额定功率; 电磁铁的构造和原理;
【答案】

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实验探究题 困难
能力提升
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1. 小明在如图甲所示的台灯下做作业时,发现书本在不同情况下被台灯照亮的程度有所不同,对此产生疑问:书本被照亮的程度与哪些因素有关?他做了如下猜想。

猜想一:可能与灯的功率有关。                 

猜想二:可能与灯的种类有关。

(1)若小明想探究书本被照亮的程度与灯的种类的关系,计划选用如图乙所示的白炽灯和节能灯进行实验。在其他因素相同的情况下,应选择下面的(填序号)两盏灯来进行实验;

A.“220V 15W”白炽灯        B.“220V 75W”白炽灯        C.“220V 5W”节能灯       D.“220V 15W”节能灯

(2)断电后,小明取下灯罩,先在灯座上安装白炽灯,检查无误后进行实验,让灯持续发光10min,用手靠近灯并观察灯下书本被照亮的程度;

(3)将白炽灯换成节能灯后,再重复上述实验,并观察同种情况下书本被照亮的程度。

(4)通过观察比较,他发现在灯持续通电10min后,用手立即快速触摸或靠近灯,会感到白炽灯的表面明显更热一些,在同一位置的书本在节能灯照射下更亮。由此可得出结论:书本被照亮的程度与灯的种类(选填“有关”与“无关”);

(5)在与同学交流中,小明同学又发现,在其他条件相同的情况下,同一盏灯晚上打开时比白天打开时更亮,这表明:。由此现象可知,同学们在家里做作业时,为了更好地保护视力和节约能源,应选择亮度(选填“可调”或“固定”)的台灯。

实验探究题 普通
2. 小华在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验中,所用的电源电压是4V,小灯泡的额定电压是2.5V,小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍.


(1) 请将图甲的实验电路连接完整.后画出对应分电路图.
(2) 小华连接的电路中,电流表接的是大量程,滑动变阻器的滑片滑到了阻值最大端.在检查电路连接正确后,小明又进行了实验操作,并根据观察到的实验现象将电流表从大量程改为小量程.则他进行了怎样的实验操作?观察到什么实验现象?

实验操作:.实验现象:

(3) 实验中,观察到小灯泡开始发光时,电压表的示数是0.5V.关于电压测量点的选择有如下三种方案.应该选用方案.

甲:1.0V 2.0V 3.0V  乙:1.0V 2.5V 4.0V  丙:0.5V 1.0V 1.5V  丁:2.0V 2.5V 3.0V

(4) 小刚在做该实验时,用数量和规格均满足实验要求的定值电阻代替了滑动变阻器.请分析说明用定值电阻代替滑动变阻器做实验的两点不足.


(5) 小金同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的图象.根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是瓦.该图象不是直线,主要原因是
(6) 小力受此实验启发,想测定电动自行车上用作照明的LED(发光二极管)额定功率.在老师的帮助下通过实验得到该LED的电流电压图象如图丙所示,查阅资料知道该LED的额定电压为3V,结合图象可得该LED的额定功率为W.小明进一步发现,在额定电压下工作时,LED比小灯泡亮,请对此现象作出解释
实验探究题 困难