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二极管是一种重要的半导体电子元件,具有特殊的导电性,当电流从“+”极流进二极管时,二极管导通,相当于一根导线;而电流从“-”极流入时,二极管断路,实际上不会有电流通过。
(1)二极管是由___________ 材料制成,具有___________ 导电性;
(2)为了探究二极管的特殊导电性,连接了图甲和图乙两个电路,电源电压为3V,闭合开关S,甲图中的灯泡不亮,电压表示数为___________ V,闭合开关S,乙图中的灯泡___________ (选填“亮”或“不亮”);
(3)二极管的特殊导电性源自于构成材料P型半导体和N型半导体组成的晶片,受此启发,科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联,接上直流电源后,半导体材料的两端会产生温度差(珀尔帖效应),制成了电脑的散热器,如图丙所示,二对PN型半导体对是___________ (串联/并联)连接的,在电流方向是NP的地方吸热,而在电流方向是PN的地方放热,则靠近电脑发热体(CPU)的是图中___________ (上方/下方)的陶瓷片。
神奇的二极管
二极管是一种重要的半导体电子元件,具有特殊的导电性,当电流从“+”极流进二极管时,二极管导通,相当于一根导线;而电流从“-”极流入时,二极管断路,实际上不会有电流通过。
(1)二极管是由
(2)为了探究二极管的特殊导电性,连接了图甲和图乙两个电路,电源电压为3V,闭合开关S,甲图中的灯泡不亮,电压表示数为
(3)二极管的特殊导电性源自于构成材料P型半导体和N型半导体组成的晶片,受此启发,科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联,接上直流电源后,半导体材料的两端会产生温度差(珀尔帖效应),制成了电脑的散热器,如图丙所示,二对PN型半导体对是
更新时间:2022-11-18 18:53:42
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【推荐1】阅读短文,回答问题:
电热膜
电热膜是一种通电后能发热的新型电热器件,由可导电的特制油墨、金属载流条经加工、热压在聚酯薄膜间制成,如图甲所示.电热膜加热系统由电源、温控器、连接件、绝缘层、电热膜及饰面层构成.电源经导线连通电热膜,将电能转化为热能.将这种电热膜安装在房间地板下的地面上,热能就会源源不断地均匀传递到房间的每一个角落.
电热膜通电工作时没有发红、炽热现象产生,主要以辐射的方式散发热量,给人们的感觉像在露天阳光下一样温暖舒适,没有传统供暖系统所产生的干燥和闷热的感觉.100%的电能输入被有效地转换成了超过66%的远红外辐射能和33%的对流热能.电热膜表面工作温度在40℃左右,远远低于其老化温度,因此电热膜的寿命与建筑是同步的.
电热膜内部结构如图乙所示.经过特殊工艺加工形成的一条条薄的导电墨线两端与金属导线相连,形成网状结构.
在制造电热膜时,会出现不同区域导电墨线厚度不均匀的现象,厚的导电墨线电阻小.导电墨线电阻随温度变化的关系如图丙所示,这种温度特性的优点是,它不会因厚度不均匀而出现严重发热不均、局部过热的现象,这是电热丝所不具备的,它保证了电热膜各处的温度均匀.
市售电热膜的额定电压为220V,按功率分一般有两种规格:220瓦每平米、400瓦每平米.220瓦电热膜属于低温电热膜,主要应用于地暖行业;400瓦电热膜属于高温电热膜,主要用于除地暖以外的方面,温度最高可以达到70-80℃,用于印刷烘干,药物烘干等.
(1)电热膜工作时,各条导电墨线是采用___ 方式连入电路的;
(2)下列关于电热膜的说法中,错误的是___ ;
A.电热膜是利用电流的热效应工作的
B.电热膜温度升高时发热功率会自动减小
C.聚酯薄膜是一种导电材料
D.电热膜的电热转换率比电热丝高
(3)某根石墨线的局部导电材料脱落,如左下图中A部分,这根墨线工作时的电功率___ ;
A.变大 B.变小 C.不变 D.以上三种情况均有可能
(4)如下图,请用笔画线代替导线,将两块铺设好的电热膜(黑色加粗处为接线柱)与温控器、电源连接起来(笔画线不允许交叉)____ ;
(5)某家庭装修时考虑用电热膜为房间进行取暖,若铺设面积为15m2,则通电正常工作2小时消耗的电能为______ kW·h。
电热膜
电热膜是一种通电后能发热的新型电热器件,由可导电的特制油墨、金属载流条经加工、热压在聚酯薄膜间制成,如图甲所示.电热膜加热系统由电源、温控器、连接件、绝缘层、电热膜及饰面层构成.电源经导线连通电热膜,将电能转化为热能.将这种电热膜安装在房间地板下的地面上,热能就会源源不断地均匀传递到房间的每一个角落.
电热膜通电工作时没有发红、炽热现象产生,主要以辐射的方式散发热量,给人们的感觉像在露天阳光下一样温暖舒适,没有传统供暖系统所产生的干燥和闷热的感觉.100%的电能输入被有效地转换成了超过66%的远红外辐射能和33%的对流热能.电热膜表面工作温度在40℃左右,远远低于其老化温度,因此电热膜的寿命与建筑是同步的.
电热膜内部结构如图乙所示.经过特殊工艺加工形成的一条条薄的导电墨线两端与金属导线相连,形成网状结构.
在制造电热膜时,会出现不同区域导电墨线厚度不均匀的现象,厚的导电墨线电阻小.导电墨线电阻随温度变化的关系如图丙所示,这种温度特性的优点是,它不会因厚度不均匀而出现严重发热不均、局部过热的现象,这是电热丝所不具备的,它保证了电热膜各处的温度均匀.
市售电热膜的额定电压为220V,按功率分一般有两种规格:220瓦每平米、400瓦每平米.220瓦电热膜属于低温电热膜,主要应用于地暖行业;400瓦电热膜属于高温电热膜,主要用于除地暖以外的方面,温度最高可以达到70-80℃,用于印刷烘干,药物烘干等.
(1)电热膜工作时,各条导电墨线是采用
(2)下列关于电热膜的说法中,错误的是
A.电热膜是利用电流的热效应工作的
B.电热膜温度升高时发热功率会自动减小
C.聚酯薄膜是一种导电材料
D.电热膜的电热转换率比电热丝高
(3)某根石墨线的局部导电材料脱落,如左下图中A部分,这根墨线工作时的电功率
A.变大 B.变小 C.不变 D.以上三种情况均有可能
(4)如下图,请用笔画线代替导线,将两块铺设好的电热膜(黑色加粗处为接线柱)与温控器、电源连接起来(笔画线不允许交叉)
(5)某家庭装修时考虑用电热膜为房间进行取暖,若铺设面积为15m2,则通电正常工作2小时消耗的电能为
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【推荐2】阅读短文,回答问题。
燃气热水器是一种方便、快捷且不受天气影响的洗浴设备。
图甲为某款燃气热水器结构和工作原理示意图。 使用热水器时,先通电,绿色指示灯亮,再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。 之后打开热水阀时,电子点火器点火,燃气在燃烧器内燃烧,产生1700℃的高温烟气,此时红色指示灯亮。同时风机工作。 高温烟气上升,流经热交换器,将从A点处流入热交换器的冷水加热,产生的热水从B点处源源不断流出热交换器,低温烟气从排烟管排出。 关闭热水阀时,热水器停止加热。 研究发现;热交换器中,烟气与水之间单位时间传递的热量随交换器内水管表面积的增大而增大;烟气具有的内能E随烟气温度t变化的关系如图乙所示。
该燃气热水器的技术参数如表,其中“热水产出率”的含义是:每分钟使水温升高25℃时的出水体积;“额定耗气量”的含义是:热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。
(1)两个指示灯是二极管灯泡,该灯泡由___________ (选填“导体”“半导体”或“超导体”)材料制作,它们应___________ 联在电路中;
(2)下列措施中能提高热水器加热效率的是( )
A. 采用热值更高的燃料 B. 提高进水口冷水的初温
C. 加长热交换器中水管长度 D. 使水管中的进水量减小
(3)热水器由家庭电路直接供电,工作时两端电压为___________ V;若热水器热水产出率为12L/min时,设A、B两点的高度差为0. 3m,则水在热交换器A、B两点间运行时克服重力做功的功率为___________ W;(g取10N/kg)
(4)某次洗浴,设定热水管出水温度45℃,热水器正常工作用时15min。 若该过程燃气完全燃烧,放出的热量为___________ J;
(5)现实中,燃气完全燃烧产生热量有如图丙几种流向,请补充完整:___________ ,因此该燃气热水器热效率永远无法达到___________ 。
燃气热水器
燃气热水器是一种方便、快捷且不受天气影响的洗浴设备。
图甲为某款燃气热水器结构和工作原理示意图。 使用热水器时,先通电,绿色指示灯亮,再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。 之后打开热水阀时,电子点火器点火,燃气在燃烧器内燃烧,产生1700℃的高温烟气,此时红色指示灯亮。同时风机工作。 高温烟气上升,流经热交换器,将从A点处流入热交换器的冷水加热,产生的热水从B点处源源不断流出热交换器,低温烟气从排烟管排出。 关闭热水阀时,热水器停止加热。 研究发现;热交换器中,烟气与水之间单位时间传递的热量随交换器内水管表面积的增大而增大;烟气具有的内能E随烟气温度t变化的关系如图乙所示。
该燃气热水器的技术参数如表,其中“热水产出率”的含义是:每分钟使水温升高25℃时的出水体积;“额定耗气量”的含义是:热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。
适用燃气 | 天然气 |
热值 | |
额定耗气量 | |
热水产出率 | 12L/min |
(2)下列措施中能提高热水器加热效率的是
A. 采用热值更高的燃料 B. 提高进水口冷水的初温
C. 加长热交换器中水管长度 D. 使水管中的进水量减小
(3)热水器由家庭电路直接供电,工作时两端电压为
(4)某次洗浴,设定热水管出水温度45℃,热水器正常工作用时15min。 若该过程燃气完全燃烧,放出的热量为
(5)现实中,燃气完全燃烧产生热量有如图丙几种流向,请补充完整:
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【推荐3】路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备,可以用网线通过排接口将电脑接入互联网,也可通过“黑管”向各处发射信号。
(1)路由器后排接口可以同时连接多台电脑工作,各接口之间应是____________ 联的,手机通过路由器无线上网是利用电磁波传输信号;
(2)小华的爸爸在路由器的“黑管”上套了一个碗状信号增强器,小华发现在路由器周围不同位置,Wi-Fi分析仪检测到的信号强度不同,影响信号增强效果的因素有哪些呢?
小华作出如下猜想:
猜想一:可能与信号增强器的材料有关;
猜想二:可能与信号增强器的凹面朝向有关。
为了验证猜想一,小华进行了如下实验:“黑管”发出稳定信号后,将不同材质的信号增强器凹面朝向Wi-Fi分析仪,同时直线移动分析仪直到接收到50dB信号强度(dB是网络信号强度的单位,值越大表示信号越强),测出分析仪到路由器的距离,记录数据如下表:
实验中可以通过____________ 反映它的增强效果;分析表中数据可知:相同条件下,____________ 材质的增强效果更好一些;
(3)为了验证猜想二,小华等“黑管”发出稳定信号后,分析信号增强器凹面和凸面一侧距“黑管”相同距离处用Wi-Fi分析仪检测信号强度,发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧,这说明猜想二是____________ (选填“正确”或“错误”)的。
(1)路由器后排接口可以同时连接多台电脑工作,各接口之间应是
(2)小华的爸爸在路由器的“黑管”上套了一个碗状信号增强器,小华发现在路由器周围不同位置,Wi-Fi分析仪检测到的信号强度不同,影响信号增强效果的因素有哪些呢?
小华作出如下猜想:
猜想一:可能与信号增强器的材料有关;
猜想二:可能与信号增强器的凹面朝向有关。
为了验证猜想一,小华进行了如下实验:“黑管”发出稳定信号后,将不同材质的信号增强器凹面朝向Wi-Fi分析仪,同时直线移动分析仪直到接收到50dB信号强度(dB是网络信号强度的单位,值越大表示信号越强),测出分析仪到路由器的距离,记录数据如下表:
材质 | 无 | 陶瓷 | 不锈钢 | 铁 | 铝 |
分析仪到路由器距离 | 6m | 9m | 13m | 14m | 16m |
(3)为了验证猜想二,小华等“黑管”发出稳定信号后,分析信号增强器凹面和凸面一侧距“黑管”相同距离处用Wi-Fi分析仪检测信号强度,发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧,这说明猜想二是
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【推荐1】请根据上述材料,回答下列问题:
按导电性能来分,除了有导体和绝缘体外,还有一类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间,这类物质叫做半导体。
半导体的导电性能会受到温度、光照和掺加杂质等多种因素的影响。
一些半导体在温度升高时,导电性能迅速改变。利用这种特性可以做出体积很小的热敏电阻,用来测量温度的变化。例如家用空调可以根据你设置的温度自动启动或待机;电冰箱可以根据预设的温度进行自动控制。这些都是温控开关在起作用。
有些半导体在没有光照时不容易导电,逐渐增大光照强度时导电性能逐渐增强。用它做成的光敏电阻可以用在需要对光照反应灵敏的自动控制设备中。
酒精测试仪(Alcohol Tester)是测试酒精含量的仪器,是交警常用的执法装备。在违法行为处理或者公路交通例行检查中,通常是现场检测驾驶人员呼气中的酒精含量。酒精测试仪内部的核心部件是酒精气体传感器,目前普遍使用的有半导体型和燃料电池型两种。半导体型呼气酒精测试仪采用半导体型氧化锡作为传感器,它具有气敏特性,当接触的敏感气体浓度增加时,它的电阻值就降低。
正是由于半导体具有许多独特的性能,所以它在电子技术中有着广泛的应用。除计算机之外,手机、家电、航天、光纤通信等所有与现代文明相关的高技术产品几乎都离不开半导体材料。
请阅读《半导体》并回答题。
(1)半导体材料的导电性能与温度、光照和______ 等多种因素有关;
(2)光敏电阻在增大光照强度的情形下,阻值______ (选填“变大”或“变小”);
(3)某物理兴趣小组设计了一种简易酒精浓度检测仪,其电路原理图如图23甲所示。是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K变化的关系如图乙所示,为滑动变阻器,检测前通过调节滑动变阻器对检测仪进行“调零”,此时电流表的示数为,调零后滑动变阻器的位置不变,电源电压为12V并且保持不变,他们查阅到相关资料如表所示。
①对检测仪“调零”时,接入电路的电阻为______ ;
②检测时,当电流表示数为时,司机属于______ 。
半导体
按导电性能来分,除了有导体和绝缘体外,还有一类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间,这类物质叫做半导体。
半导体的导电性能会受到温度、光照和掺加杂质等多种因素的影响。
一些半导体在温度升高时,导电性能迅速改变。利用这种特性可以做出体积很小的热敏电阻,用来测量温度的变化。例如家用空调可以根据你设置的温度自动启动或待机;电冰箱可以根据预设的温度进行自动控制。这些都是温控开关在起作用。
有些半导体在没有光照时不容易导电,逐渐增大光照强度时导电性能逐渐增强。用它做成的光敏电阻可以用在需要对光照反应灵敏的自动控制设备中。
酒精测试仪(Alcohol Tester)是测试酒精含量的仪器,是交警常用的执法装备。在违法行为处理或者公路交通例行检查中,通常是现场检测驾驶人员呼气中的酒精含量。酒精测试仪内部的核心部件是酒精气体传感器,目前普遍使用的有半导体型和燃料电池型两种。半导体型呼气酒精测试仪采用半导体型氧化锡作为传感器,它具有气敏特性,当接触的敏感气体浓度增加时,它的电阻值就降低。
正是由于半导体具有许多独特的性能,所以它在电子技术中有着广泛的应用。除计算机之外,手机、家电、航天、光纤通信等所有与现代文明相关的高技术产品几乎都离不开半导体材料。
请阅读《半导体》并回答题。
(1)半导体材料的导电性能与温度、光照和
(2)光敏电阻在增大光照强度的情形下,阻值
(3)某物理兴趣小组设计了一种简易酒精浓度检测仪,其电路原理图如图23甲所示。是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K变化的关系如图乙所示,为滑动变阻器,检测前通过调节滑动变阻器对检测仪进行“调零”,此时电流表的示数为,调零后滑动变阻器的位置不变,电源电压为12V并且保持不变,他们查阅到相关资料如表所示。
①对检测仪“调零”时,接入电路的电阻为
②检测时,当电流表示数为时,司机属于
血液酒精浓度呼气酒精浓度 非酒驾() 酒驾() 醉驾() |
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【推荐2】阅读短文,回答问题。
我国光伏发电总量位居世界第一。光伏发电使用的太阳能电池板是利用半导体的光电效应将光能直接转化为电能。
太阳能电池板输出的是直流电,不能够直接被居民使用,需用逆变器将直流电转换为交流电,用不完的电可以通过并网光伏发电系统输送到异地。与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统称为并网光伏发电系统,其结构如图乙所示。
该系统包括太阳能电池板阵列、DC/DC连接器、DC/AC逆变器、交流负载、变压器等部件。这种发电系统的灵活性在于,在日照较强时,光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网;而当日照不足,即太阳能电池板阵列不能为负载提供足够电能时,又可从电网索取电能为负载供电。
(1)太阳能电池板是利用半导体的______ 效应发电的半导体器件;
(2)太阳能电池板输出的是直流电,需要利用逆变器转换成频率为______ Hz的交流电才能被我国居民使用;(已知交流电的频率在数值上等于电流变化周期的倒数,图丙为逆变器两端电压随时间变化的图像)
(3)若太阳能电池的光电转化效率是12%,某地的年太阳辐射量为6×109J/m2,500m2的太阳能电池板方阵每年转化生成电能______ J,合______ kW·h;
(4)请用自己的话简单描述并网发电系统的灵活性:______ 。
光伏发电
我国光伏发电总量位居世界第一。光伏发电使用的太阳能电池板是利用半导体的光电效应将光能直接转化为电能。
太阳能电池板输出的是直流电,不能够直接被居民使用,需用逆变器将直流电转换为交流电,用不完的电可以通过并网光伏发电系统输送到异地。与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统称为并网光伏发电系统,其结构如图乙所示。
该系统包括太阳能电池板阵列、DC/DC连接器、DC/AC逆变器、交流负载、变压器等部件。这种发电系统的灵活性在于,在日照较强时,光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网;而当日照不足,即太阳能电池板阵列不能为负载提供足够电能时,又可从电网索取电能为负载供电。
(1)太阳能电池板是利用半导体的
(2)太阳能电池板输出的是直流电,需要利用逆变器转换成频率为
(3)若太阳能电池的光电转化效率是12%,某地的年太阳辐射量为6×109J/m2,500m2的太阳能电池板方阵每年转化生成电能
(4)请用自己的话简单描述并网发电系统的灵活性:
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【推荐3】阅读下列材料,按要求回答问题。
10月7日,2014年度诺贝尔物理学奖授予日本的赤崎勇,天野浩以及中村修二,以表彰他们在发明蓝色发光二极管(LED)的贡献,红色与绿色发光二极管已经伴随我们超过半个世纪,但产生蓝色光源的技术挑战仍然持续了超过30年之久。LED灯是可以非常灵活运用的光源技术,从中已经衍生出数百万种不同色彩的光源,根据需要的不同,你可以合成各式各样的色彩和亮度.在LED灯中,电能被直接转换为光子,这大大提升了发光的效能,因为在其他灯具技术中,电能首先是被转化为热,只有很小一部分转化成了光。
回答下列问题:
(1)发光二极管的主要制作材料属于_____ ;
A.导体B.半导体C.超导体D.金属材料
(2)LED灯电能可以直接转化成_____ 能,而白炽灯、日光灯管都是电能先转化成_____ 能,再有很小一部分转化成光能,因此,LED灯的能耗都比传统照明灯的能耗要_____ 。
10月7日,2014年度诺贝尔物理学奖授予日本的赤崎勇,天野浩以及中村修二,以表彰他们在发明蓝色发光二极管(LED)的贡献,红色与绿色发光二极管已经伴随我们超过半个世纪,但产生蓝色光源的技术挑战仍然持续了超过30年之久。LED灯是可以非常灵活运用的光源技术,从中已经衍生出数百万种不同色彩的光源,根据需要的不同,你可以合成各式各样的色彩和亮度.在LED灯中,电能被直接转换为光子,这大大提升了发光的效能,因为在其他灯具技术中,电能首先是被转化为热,只有很小一部分转化成了光。
回答下列问题:
(1)发光二极管的主要制作材料属于
A.导体B.半导体C.超导体D.金属材料
(2)LED灯电能可以直接转化成
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