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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。在灯身上挂着的一个重物，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誉为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，如图2）。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，只要将沙包再提高至原来位置，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，安置于1.8米的高度，可以维持约20分钟的照明，当然你安装高度的越高，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______________ 。重力灯工作过程中主要的能量转化形式是：将________ 能转化成__________能再转化成________能。

（2）重力灯的内部结构如图3所示，使用了滑轮系统，通过向下拉珠绳把重物吊起。重力灯利用滑轮系统的目的是___________________________________ 。

（3）LED灯是由发光二极管组成，电光转换效率极高，具有单向导电性。当二极管两端外加正向电压时，如果正向电压很小，正向电流也几乎为零，当正向电压大于某个值以后，二极管正向导通，电流随电压增大而迅速上升。当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流几乎为零，二极管处于截止状态。外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。如图4所示，为一发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线。

①以下判断中错误的是（_____）

A．当该二极管两端的正向电压为0.2V时，二极管处于导通状态

B．当该二极管两端的正向电压为0.8V时，二极管处于导通状态

C．当该二极管两端的反向电压为10V时，二极管处于截止状态

D．当该二极管两端的反向电压为50V时，二极管将会被击穿

②该二极管两端的正向电压为0.5V时的电阻____________（选填“大于”、“等于”、“小于”）正向电压为0.7V时的电阻。

（4）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“3V、10mA”LED灯正常发光。则整个过程中重物的重力做功______________ J（g=10N/ kg）；重力灯的能量转化效率为___________。

（5）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： _______________________。

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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，英国伦敦设计师马丁•瑞德福和吉姆•里弗斯发明了一款实用的“重力灯”（GravityLight）。顾名思义，它靠重力发电。在灯身上挂着的一个重物，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誉为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），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，如图）。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，只要将沙包再提高至原来位置，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，安置于1.8米的高度，可以维持约20分钟的照明，当然你安装高度的越高，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）重力灯的内部结构如图所示，使用了滑轮系统，通过向下拉珠绳把重物吊起。重力灯利用滑轮系统的目的是_____。

（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“3V、10mA”LED灯正常发光。则整个过程中重物的重力做功_____J（g＝10N/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：_____。

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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。在灯身上挂着的一个重物，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誉为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，如图2）。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，只要将沙包再提高至原来位置，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，安置于1.8米的高度，可以维持约20分钟的照明，当然你安装高度的越高，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______________。重力灯工作过程中主要的能量转化形式是：将_______能转化成__________能再转化成________能。

（2）重力灯的内部结构如图3所示，使用了滑轮系统，通过向下拉珠绳把重物吊起。重力灯利用滑轮系统的目的是___________________________________ 。

（3）LED灯是由发光二极管组成，电光转换效率极高，具有单向导电性。当二极管两端外加正向电压时，如果正向电压很小，正向电流也几乎为零，当正向电压大于某个值以后，二极管正向导通，电流随电压增大而迅速上升。当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流几乎为零，二极管处于截止状态。外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。如图4所示，为一发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线。

①以下判断中错误的是（______）

A．当该二极管两端的正向电压为0.2V时，二极管处于导通状态

B．当该二极管两端的正向电压为0.8V时，二极管处于导通状态

C．当该二极管两端的反向电压为10V时，二极管处于截止状态

D．当该二极管两端的反向电压为50V时，二极管将会被击穿

②该二极管两端的正向电压为0.5V时的电阻________（选填“大于”“等于”“小于”）正向电压为0.7V时的电阻。

（4）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“3V、10mA”LED灯正常发光。则整个过程中重物的重力做功______________ J（g=10N/ kg）；重力灯的能量转化效率为___________。

（5）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： _______________________。

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贫民窟中的黑科技　 单靠重力工作的电灯

当我们在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弗斯发明了一款实用的“重力灯”( Gravity Light),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为21世纪最伟大的发明

现在，重力灯迎来了第三代“重力LED灯GL02”,其亮度相当于一个12瓦的日光灯(如图甲),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,如图乙),重力灯的内部结构如图丙所示,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LFD灯的照明时间取决于安装的高度,正常情况下,实于1.8米的高度,可以维持约20分钟的照明,当然你实装高度的越高,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3V 10mALED灯正常发光。则整个过程中重物的重力做功_______J(g=10N/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：________

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漏电保护断路器

电给我们带来便利的同时也带来安全隐患，根据安全用电要求，现在，许多用户特别是新建楼房的电路中除了要安装防止电流过大的空气断路器（俗称“空气开关”）外，还必须安装如图甲所示的漏电保护断路器（俗称“漏电保护器”），它们通常安装在供电箱中．

家用漏电保护断路器是在用电器发生漏电故障或人因操作失误而触电时实施保护的设备，正常情况下，住户家中没有电流流向地面，即图乙中I3为零，进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等．如果电路中某处发生漏电（漏电是指电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面），即图中的I3不为零，就会造成I1和I2不相等，当I1和I2的差异达到一定值，漏电保护断路器便会迅速自动切断电路．排除漏电故障后，重新合闸即可恢复供电．为确保使用安全，漏电保护断路器上设置了试验按钮，需要每月试按一次，如果试验按钮按下漏电保护器无动作，说明漏电保护器需要更换．

（1）漏电保护断路器实质上就是一个________（电源/用电器/开关）．　　

（2）家庭电路电流过大的原因有________（只需答一个原因），当家庭电路电流过大时，漏电保护断路器________（能/不能）自动切断电路．　　

（3）如果电路中发生漏电，漏电电流为I3， 则I1、I2、I3大小关系的表达式为________．　　

（4）站在地面上的人体不小心接触了火线，如图丙所示，该人体的电阻为3000Ω，人与地面、电线等的接触电阻为2500Ω，电路中安装了规格为如图丁所示的漏电保护断路器，该漏电保护断路器______（能/不能）及时断开电路．

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漏电保护断路器

电给我们带来便利的同时也带来安全隐患，根据安全用电要求，现在，许多用户特别是新建楼房的电路中除了要安装防止电流过大的空气断路器（俗称“空气开关”）外，还必须安装如图甲所示的漏电保护断路器（俗称“漏电保护器”），它们通常安装在供电箱中．

家用漏电保护断路器是在用电器发生漏电故障或人因操作失误而触电时实施保护的设备，正常情况下，住户家中没有电流流向地面，即图乙中I3为零，进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等．如果电路中某处发生漏电（漏电是指电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面），即图中的I3不为零，就会造成I1和I2不相等，当I1和I2的差异达到一定值，漏电保护断路器便会迅速自动切断电路．排除漏电故障后，重新合闸即可恢复供电．为确保使用安全，漏电保护断路器上设置了试验按钮，需要每月试按一次，如果试验按钮按下漏电保护器无动作，说明漏电保护器需要更换．

（1）漏电保护断路器实质上就是一个________（电源/用电器/开关）．　　

（2）家庭电路电流过大的原因有________（只需答一个原因），当家庭电路电流过大时，漏电保护断路器________（能/不能）自动切断电路．　　

（3）如果电路中发生漏电，漏电电流为I3， 则I1、I2、I3大小关系的表达式为________．　　

（4）站在地面上的人体不小心接触了火线，如图丙所示，该人体的电阻为3000Ω，人与地面、电线等的接触电阻为2500Ω，电路中安装了规格为如图丁所示的漏电保护断路器，该漏电保护断路器______（能/不能）及时断开电路．

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漏电保护断路器

电给我们带来便利的同时也带来安全隐患，根据安全用电要求，现在，许多用户特别是新建楼房的电路中除了要安装防止电流过大的空气断路器（俗称“空气开关”）外，还必须安装如图甲所示的漏电保护断路器（俗称“漏电保护器”），它们通常安装在供电箱中．

家用漏电保护断路器是在用电器发生漏电故障或人因操作失误而触电时实施保护的设备，正常情况下，住户家中没有电流流向地面，即图乙中I3为零，进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等．如果电路中某处发生漏电（漏电是指电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面），即图中的I3不为零，就会造成I1和I2不相等，当I1和I2的差异达到一定值，漏电保护断路器便会迅速自动切断电路．排除漏电故障后，重新合闸即可恢复供电．为确保使用安全，漏电保护断路器上设置了试验按钮，需要每月试按一次，如果试验按钮按下漏电保护器无动作，说明漏电保护器需要更换．

（1）漏电保护断路器实质上就是一个________（电源/用电器/开关）．　　

（2）家庭电路电流过大的原因有________（只需答一个原因），当家庭电路电流过大时，漏电保护断路器________（能/不能）自动切断电路．　　

（3）如果电路中发生漏电，漏电电流为I3， 则I1、I2、I3大小关系的表达式为________．　　

（4）站在地面上的人体不小心接触了火线，如图丙所示，该人体的电阻为3000Ω，人与地面、电线等的接触电阻为2500Ω，电路中安装了规格为如图丁所示的漏电保护断路器，该漏电保护断路器______（能/不能）及时断开电路．

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漏电保护断路器

电给我们带来便利的同时也带来安全隐患，根据安全用电要求，现在，许多用户特别是新建楼房的电路中除了要安装防止电流过大的空气断路器（俗称“空气开关”）外，还必须安装如图甲所示的漏电保护断路器（俗称“漏电保护器”），它们通常安装在供电箱中．

家用漏电保护断路器是在用电器发生漏电故障或人因操作失误而触电时实施保护的设备，正常情况下，住户家中没有电流流向地面，即图乙中I3为零，进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等．如果电路中某处发生漏电（漏电是指电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面），即图中的I3不为零，就会造成I1和I2不相等，当I1和I2的差异达到一定值，漏电保护断路器便会迅速自动切断电路．排除漏电故障后，重新合闸即可恢复供电．为确保使用安全，漏电保护断路器上设置了试验按钮，需要每月试按一次，如果试验按钮按下漏电保护器无动作，说明漏电保护器需要更换．

（1）漏电保护断路器实质上就是一个________（电源/用电器/开关）．　　

（2）家庭电路电流过大的原因有________（只需答一个原因），当家庭电路电流过大时，漏电保护断路器________（能/不能）自动切断电路．　　

（3）如果电路中发生漏电，漏电电流为I3， 则I1、I2、I3大小关系的表达式为________．　　

（4）站在地面上的人体不小心接触了火线，如图丙所示，该人体的电阻为3000Ω，人与地面、电线等的接触电阻为2500Ω，电路中安装了规格为如图丁所示的漏电保护断路器，该漏电保护断路器______（能/不能）及时断开电路．

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