如图所示,灯泡 L 上标有“ 6 V 2 . 4 W ”字样,电流表量程为 0 ~ 0 . 6 A ,电压表量程为 0 − 15 V .滑动变阻器的最大电阻为 160 Ω .只闭合 S 1 ,滑片置于某点 a 时,滑动变阻器接入电路中的电阻 R a = 40 Ω ,电压表示数 U a = 12 V ,电流表示数为 I a ;只闭合 S 2 ,滑片置于某点 b 时,滑动变阻器接入电路中的电阻为 R b ,电流表示数为 I b .已知 I a : I b = 3 : 4 , R b : R 0 = 3 : 2 (灯丝电阻不随温度变化),滑片移动过程中,灯泡电压不超过额定值,电表示数不超过量程。
求:(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)定值电阻 R 0 和电源电压 U ;
(3)只闭合 S 1 时,电路消耗的最小功率。
如图甲所示,1标准大气压下,普通煤炉把壶内 20 ° C , 5 kg 水烧开需完全燃烧一定质量的煤,此过程中,烧水效率为 28 % ,为提高煤炉效率,浙江大学创意小组设计了双加热煤炉,如图乙所示,在消耗等量煤烧开壶内初温相同,等量水的过程中,还可额外把炉壁间 10 kg 水从 20 ° C 加热至 40 ° C , q 煤 = 3 × 10 7 J / kg , c 水 = 4 . 2 × 10 3 J / kg ⋅ ∘ C} ,以上过程中,
问:(1)普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大?
(2)双加热煤炉的烧水效率有多大?
小明用天平、空杯,水测量酱油的密度,实验过程如图所示。 ρ 水 = 1 . 0 × 10 3 kg / m 3
问:(1)玻璃瓶的容积有多大?
(2)酱油的密度多大?
张老师向同学们展示了一只具有高、低温两挡调节功能的自制电加热器,并告知其内部电路由电阻丝 R 1 、 R 2 、和开关 S 1 三个元件组成,两根电阻丝允许通过的最大电流均为 1 A , R 1 = 10 Ω ,在不拆解加热器的情况下,小军用图1电路对其进行探究:他先闭合 S 2 ,电流表的示数为 0 . 24 A ;再闭合 S 1 ,电流表的示数变为 0 . 84 A ,所用电源电压为 6 V .
(1)电阻丝 R 2 的阻值为 Ω ;
(2)若电源电压可调,闭合 S 1 和 S 2 后,为保证电路安全,求此电加热器允许消耗的最大电功率;
(3)张老师指导小军仅利用原有元件对该电加热器的内部电路进行改装,要求改装后的电加热器须同时满足下列两个条件:
①具备高、低温两挡调节功能;
②在 6 V 电源电压下,用高温挡给 0 . 1 kg 的水加热 14 min ,可使水温升高 7 . 2 ° C ,设电加热器消耗的电能全部转化为水的内能。
请在图2虚线框中画出内部改装电路图,并通过计算说明。
最近,一项“中国原创”重大发明成为世界关注的焦点!它被称为“空中奔跑的巴士”(又称巴铁),预计今年7月进行测试,其模型如图所示,巴铁依靠电力驱动在钢轨上行驶,相当于40辆柴油公交车的运量,若1辆柴油公交车日常行驶时发动机的平均输出功率为 60 kW ,发动机的效率为 30 % ,每消耗 1 kg 柴油排放二氧化碳约为 3 kg ,柴油的热值近似取 q = 4 . 0 × 10 7 J / kg 。
(1)若巴铁在 100 s 内沿直线行驶了 1500 m ,求这段时间内巴铁的平均速度;
(2)按柴油公交车每日行驶 10 h 计算,镇江若引进1辆巴铁取代40辆柴油公交车,则每日可减少二氧化碳排放量多少千克?
(3)巴铁车内电器每天需消耗 60 kW · h 的电能,若这些电能全部由车顶上的太阳能电池板来提供,已知该太阳能电池板 1 m 2 面积上接收到的太阳平均辐射功率为 1 kW ,光电转化效率为 20 % ,每天日照时间按 6 h 计算,求需太阳能电池板的最小面积。
用如图所示的滑轮组将重 90 N 的货物匀速提升 1 m 的过程中,所用拉力 F = 50 N ,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。
(1)求上述过程中的有用功 W 有用 ;
(2)求上述过程中的总功 W 总 ;
(3)求滑轮组的机械效率 η 。