如图所示,一密度均匀,质量为6kg,底面积为600cm2的长方体木块漂浮在静止的水面上,g=10N/kg,求:
(1)水对木块产生的浮力大小。
(2)木块浸入水中的深度。
(3)水在木块下表面上产生的压强大小。
小强一家驾车郊游,车行至一个水平弯道处,坐在副驾驶座位上的小强不由自主靠向车门,并与车门产生挤压,如图甲所示。小强问爸爸:我向外靠是因为惯性所致,但我和车门挤压时,显然车门对我有一个反向的作用力,这个力有什么作用呢?爸爸解释道:刚才我们在弯道上的运动是圆周运动,而做圆周运动的物体,需要有指向圆心的力来维持物体做这种运动,这种力叫向心力,刚才车所需的向心力就是由地面对车的摩擦力提供的。小强恍然:那刚才车门对我的力就是提供我做圆周运动的向心力啦!
小强进一步查阅资料得知:如图乙所示,若一个质量为m的物体,沿半径为r的圆弧做圆周运动,其运动的速度为v(即单位时间内物体通过的圆弧长),那么物体所需向心力的大小为 。
(1)他们在弯道处的行驶速度为54km/h,合 m/s。
(2)小强的质量m=45kg,弯道处的圆弧半径r=45m,行驶速度v=15m/s,求在转弯过程中他所需向心力的大小。
(3)你认为小强当时说的“刚才车门对我的力就是提供我做圆周运动的向心力啦!”这句话对吗?为什么?
(4)已知在考虑其他外界因素影响的情况下,汽车在水平弯道上行驶时,所需向心力仅由地面对它的摩擦力提供,那么,不同质量的车辆在同一弯道处的限速是否相同?请推导说明。(设:此时车辆受到的最大摩擦力与它对地面的压力成正比)
如图是我市新农村建设中一道靓丽的风景﹣风光互补路灯,“有风无光”风力发电机发电,“有光无风”太阳能电池板发电,二者皆具备同时发电,并日夜蓄能,某型号的该路灯额定功率为50W,太阳能电池板的面积为1m2,平均输出功率为100W,问:
(1)某“幸福村寨”安装这种“风光互补路灯”100盏,如每天路灯正常工作10h,一月(30天)消耗的电能是多少?这些电能相当于完全燃烧多少千克的煤所放出的热量?(煤的热值为3.4×107J/kg)(结果保留一位小数)
(2)若太阳能照射到电池板的辐射功率为800J/(s•m2)(1s内辐射在1m2上的太阳能为800J),则太阳能电池板的光电转化效率为多少?
(3)从物理学的角度说出这种“风光互补路灯”的优点有哪些?(答两点即可)
王聪是班里有名的“物理迷”,他爱观察,勤思考。一天,妈妈到超市买了一台家用豆浆机,他仔细观察了豆浆机的构造、铭牌和制作豆浆的过程,发现其中用到了许多物理知识。
(1)机座底部安装有三个小橡皮碗,相当于“吸盘”,可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动。“吸盘”是利用 起固定作用的。
(2)豆浆机电源线的插头有三个脚,如图甲所示,其中稍长些的脚是把豆浆机的金属部分与 相连接。
(3)豆浆机的机头主要由一个电热器(电热丝)和一个电动机带动的打浆器构成。制作豆浆的过程是先加热,再打浆,再加热煮熟,即加热和打浆是交替进行的。由此可知,豆浆机中的电动机和电热器的连接方式是 。
(4)当豆浆打好时,戴眼镜的王聪打开豆浆机,如图乙所示,他只闻到香味却看不清楚豆浆。请你用学过的物理知识解释其中的原因。
在家庭实验室,小聪学习使用电熨斗,如图为一款有高温、低温两档的家用电熨斗,部分参数见下表。
额定电压 |
220V |
高温挡额定功率 |
1500W |
低温挡额定功率 |
500W |
整体质量 |
1.2kg |
请回答:
(1)电熨斗平放在水平桌面上,它与桌面的接触面积为9.8×10﹣3m2,则电熨斗对桌面的压强有多大?(g=9.8N/kg)
(2)使用高温挡时,通过电熨斗的电流是多少?(结果保留一位小数)
(3)电烫斗在一次使用中,高温挡工作累计30min,低温挡工作累计15min,求此次使用中一共消耗多少电能?
如图(a)所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时,测得电阻R1两端的电压与通过电阻R1的电流变化关系如图(b)所示。
(1)求电源的电压U和滑动变阻器的最大阻值Rm。
(2)当电流I=1.0A时,求电阻R1与R2消耗的功率之比P1:P2。
(3)写出电压表V2的示数与通过电阻R2的电流变化关系式,并写出V2大小的变化范围。
如图所示的电路中,电源电压恒为6V,R1=6Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为10Ω,当电路发生变化时,各电表保持完好且不超过量程。
求:
(1)闭合三个开关,电压表示数不为0,电流表A1示数为0.5A时,干路电流是多少?
(2)闭合S、S1,断开S2,电压表示数不为0.当R3的阻值为多大时R3消耗的电功率最大?最大电功率是多少?
科学小组设计了一个给工件镀膜的电路模型,通过改装电压表来观察和控制工件放入镀膜中的深度。如图,电源电压恒定,R0为定值电阻,在压敏电阻RX上放有托盘,托盘上放有容器(不计托盘和容器的质量),容器内装有40N的水。闭合开关,用轻质杠杆连接不吸水的圆柱体工件,将工件两次浸入水中(均未浸没且不触底,水未溢出),第一次工件下表面距水面2cm,电压表示数为6V,杆的作用力为10N;第二次工件下表面距水面6cm,电压表示数为4V,杆的作用力为6N.压敏电阻上表面的受力面积为20cm2,其电阻值RX随压力F的变化关系如表。g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,求:
F/N |
42 |
44 |
46 |
48 |
… |
62 |
64 |
RX/Ω |
28 |
22 |
18 |
16 |
… |
9 |
8 |
(1)工件未浸入水中时,压敏电阻所受的压强。
(2)工件下表面距水面2cm时,其下表面所受水的压强。
(3)为使工件浸入镀膜液中的深度越深(未浸没),电压表的示数越大,从而控制镀膜情况,你认为应该怎样利用现有元件改进电路?
(4)在原设计电路中,如果工件两次浸入水中压敏电阻所受压强的变化大于6000Pa,求该电路的电源电压。
张家界天门山闻名遐迩,天门山索道全长7454m,高度差1200m,是国内为数不多高度差超过千米的索道之一。若单个缆车质量为140kg,每位乘客身体的平均质量为60kg,单个缆车满载6人(g=10N/kg),则:
(1)游客乘坐天门山索道缆车匀速上山的过程中,缆车的动能 ,重力势能 。(填“增大”、“减小”或“不变“)。
(2)若缆车与索道的接触面积为0.0025m2索道上挂缆车处的钢索承受的压强是多少?
(3)若单个缆车满载时从索道最高处运行到最低处,需时25min,缆车和人所受总重力做功的功率是多少?
图甲为某款新型电饭煲,额定电压为220V,它采用了“聪明火”技术,智能化地控制不同时间段的烹饪温度,以得到食物最佳的营养和口感,图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的30min内,它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求:
(1)0~30min,电饭煲产生的总热量;
(2)S和S1均闭合,电路中的总电流;
(3)在不同电压下,电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同。用电高峰期,当实际电压为198V时,使用该电饭煲,从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间。
如图是小贝家厨房安装的即热式电热水龙头,它的特点是即开即有热水,无需提前预热,而且可以通过调节水流大小调节水温,不需要调节加热电阻大小。其部分参数如下表所示(忽略温度对电阻的影响)。
额定电压 |
220V |
额定功率 |
2200W |
最高水温 |
50 |
交流电频率 |
50Hz |
求:(1)该水龙头正常工作时电路中的电流多大?
(2)该水龙头正常工作时的电阻多大?
(3)该产品的电气技术参数中规定:合格产品的电阻偏差应小于或等于2Ω.每一批产品在出厂前都会进行抽检,现将一个该款水龙头单独接在220V电路中,请你计算1min内消耗的电能在什么范围内,该水龙头电气部分是合格的?
如图甲所示,额定功率为3.6W的小灯泡(灯泡电阻不变)与滑动变阻器串联在电路中,电源电压恒定,当滑片P滑至A端时,小灯泡恰好正常发光。滑动变阻器滑片P从A端移到B端的过程中,小灯泡两端电压U与滑动变阻器接入电路电阻R的关系如图乙所示,求:
(1)电源电压。
(2)小灯泡的电阻;
(3)当滑片P滑至B端时,小灯泡消耗的实际功率。
电热加湿器靠电流的热效应工作。某种家用电热加湿器相关参数、外形、电路简化图如图所示。电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量,使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出,增加环境湿度。当加热仓中的水减少到一定程度时,自动阀门智能打开,水由储水箱进入到加热仓中。
工作电压220V |
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工作频率50Hz |
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最大运行功率40W |
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储水箱容量2.4L |
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尺寸高315mm,底部直径168mm |
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满水工作时间高气雾量10h,低气雾量24h |
(1)当气雾调节器R2的滑片移到最左边时,加湿器以最大运行功率工作,求电热丝R1的电阻值。
(2)如果加热仓内冷水的温度为20℃,用最大运行功率工作,经过5min36s,水沸腾产生蒸气,求加热仓中水的体积。[c水=4.2×103J/(kg•℃)。ρ水=1×103kg/m3,电热丝R1产生的热量全部被水吸收。环境为标准大气压]。
(3)当滑片移到最右端时,气雾调节器R2的阻值为605Ω,加湿器以最低气雾量工作,求此时电热丝R1的电功率是多少瓦?24小时R1消耗多少度电?(计算结果保留一位小数)
图甲是一种新型家用电器﹣电压力锅,图乙是某型号电压力锅工作电路简图,表中数据是其部分参数。其中R是主加热器,R0是保压加热器。接通电路后,开关S自动与触点a、b接通,开始加热。当锅内温度达到105℃.开关S自动与a、b断开,开始保压,此时锅内水温不变,且未沸腾。现将5kg初温为25℃的水加入电压锅中,接通电路使其正常运行30min,热量损耗不计,已知水的比热容为4.2×103J/kg•℃)。求
额定电压(V) |
220 |
主加热器额定功率(W) |
880 |
保压加热器额定功率(W) |
120 |
保压温度(℃) |
105 |
最大盛水量(kg) |
6 |
(1)电压力锅加热状态时主加热器R的电阻
(2)电压力锅多少min后开始保压?
(3)电压力锅在此30min内保压时所消耗的电能。
有一种PTC半导体元件,发热效率很高,且具有自动保温功能,其电阻RT随温度t的变化曲线如图1所示。某新型智能电蒸锅的发热体就是采用这种材料制成的,图2是它的简化工作电路图,电源电压为220V,R0是调控电阻(阻值可调但不受温度的影响),RT是PTC电阻。则:
(1)当RT的温度从40℃升高到120℃时,RT的电阻变化是: (选填“先减小后增大”或“先增大后减小”)。
(2)当温度达到100℃时,RT的阻值是 Ω,此时电蒸锅的总功率为880W,则调控电阻R0的阻值是 Ω。
(3)当R0的阻值调节为10Ω,RT的温度达到120℃时,电蒸锅的总功率是多少?