为研究某种植物在恒温下生长的规律,物理兴趣小组的同学,设计制作了一台如图15所示的恒温箱。箱内安装了一根电热丝,按实际需要,电热丝每秒应向箱内提供539J的热量(设电能全部转化为内能)。经选用合适的材料制成后,用220V的恒压电源供电,测得该电热丝每秒实际供热1100J。为使电热丝供热达到设计要求,在不改变电热丝阻值及电源电压的条件下,应在箱外怎样连接一个电阻元件?并通过计算确定这个电阻元件的阻值。
为倡导节能环保,某科研机构设计了新型路灯,工作原理如图所示。控制电路中R2为半导体硅制成的光敏电阻,R2阻值随光强(国际单位坎德拉,符号:cd)变化的规律如下表所示。工作电路中开关S2的状态由R2两端的电压决定:光照足够强时,R2两端的电压很小,开关S2与b点接触,处于断开状态,路灯L关闭;当光强降为20cd时,R2两端的电压刚好升至2V.开关S2与c点接触,电路接通,路灯/正常工作。已知,控制电路和工作电路中电源电压分别为6V和220V,路灯L正常工作时电流为1A。求: (1)若路灯L每天正常工作8小时,其消耗的电能; (2)工作电路刚好接通时,RL接人电路的阻值; (3)保持R1接人电路的阻值不变,当R2两端的电压为1 V时,R2的阻值是多大?分析表格中光强与电阻数据的规律,确定此时光强是多大; (4)为了节约能源,使路灯更晚一些打开,应怎样调节R1。
混合动力汽车具有节能、低排放等优点,成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量,当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电,车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中,蓄电池储存的电能为5.12×l08J,由内燃机提供能量,汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h,同时蓄电池的电能增加了10%。求: (1)汽车牵引力做的功; (2)若所用燃料的热值为4. 5×l07J/kg,测试过程中消耗8kg燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是多少; (3)内燃机的效率。
小李用如图所示的滑轮组把90kg的物体提升3m,作用在绳子自由端的拉力是400N,不考虑绳重及摩擦(g=l0N/kg)。 求:(1)滑轮组的机械效率; (2)动滑轮的重力。
有两只灯泡,A灯“6V 6W”、B灯 “6V 3W”,A和B中电流随两端电压变化关系的图像如图甲所示. (1)将A、B并联接在6V电源两端,求1min内电路消耗的电能; (2)将A、B串联接在某电源两端,使B灯恰好正常发光,求此时A灯电阻; (3)将A与一个滑动变阻器(50Ω 2A)串联接在6V电源两端,如图乙所示.调节滑动变阻器,当滑动变阻器的功率和A灯功率相等时,求滑动变阻器的功率.
一名体重为500N、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上,要用滑轮组在20s内将600N的重物匀速提升1m. (1)他站在地面上时对地面的压强多大? (2)画出滑轮组的绕线方式; (3)若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%,拉力F多大?拉力的功率多大?