百善孝为先,我们可以从点点滴滴的小事做起。佳佳将自己的压岁钱省下来给奶奶买了一款足浴盆。这款足浴盆工作时的简化电路如图,它有加热功能和按摩功能。电动机线圈电阻为 ,加热电阻正常工作时电功率为 ,电源电压 稳定不变。
(1)启动按摩功能时,电动机启动,通过电动机线圈的电流为 ,按摩 ,电动机线圈产生的热量是多少?
(2)加热电阻正常工作时的电阻是多少?
(3)在足浴盆中加入体积为 、初温为 的水升高至 ,水吸收的热量为多少?若加热时间为 ,它的电加热效率为多少?
小明家小轿车油箱内装有30kg汽油,节假日爸爸带小明驾车到离家路程为400km远的某地旅游,轿车沿高速公路行驶5小时到达目的地.若轿车是匀速行驶且发动机产生的牵引力恒为920N,汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能做功,而汽油的热值为4.6×l07J/kg.求:【6分】
(1)小轿车从出发点到达目的地牵引力所做的功为多大?轿车行驶功率为多大?
(2)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油.
在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路,交警只用了30s的时间,指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是6m/s,绳子自由端的拉力F是500N,该装置的机械效率是80%.求:
(1)故障车在30s内通过的路程;
(2)拉力F在30s内所做的功;
(3)故障车在被拖离过程中受到的阻力。
小明同学在网上搜索到有关北京奥运会的相关资料:
八月的北京,将迎来世界各国前来参加奥运盛会的体育健儿。2008年的北京奥运会,是中国人民的骄傲和自豪!做为学生,我们有权利、更有义务了解和参与。
(1)“鸟巢”建筑工地为了搬运建材,采用的滑轮组示意图如图所示。钢丝绳的拉力F由电动机提供。此滑轮组在30s内将质量为450kg的建材匀速提升了6m,拉力F所做的功为36000J,不计绳重和轴摩擦。试求:
①滑轮组的机械效率
②钢丝绳移动的速度
(2)为迎接 2008 年北京奥运会,我国体育健儿在紧张地备战。如图所示,该运动员在一次训练中,用0.7s的时间将140kg 的杠铃举高1.7m ,请你算一算。
①杠铃所受的重力为多少N?
②该运动员这一次举起杠铃的过程中至少做了多少J的功?
图甲是海上打捞平台装置示意图,使用电动机和滑轮组将实心物体 从海底竖直向上始终以 的速度匀速吊起,图乙是物体 所受拉力 随时间 变化的图象(不计摩擦、水的阻力及绳重,忽略动滑轮受到的浮力, . 。请解答下列问题:
(1)物体 的体积是多少?
(2)物体 完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为 ,当物体 完全离开水面后,滑轮组的机械效率是多少?
(3)当物体 完全离开水面后,电动机两端电压为 ,通过的电流为 ,电动机线圈的电阻为多少?(不计电动机内部摩擦)
如图,要把一个质量是450kg的贵重物品A沿水平地面移动100m,工人把它放在一个质量是50kg的木板B上,然后用400N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动,直至终点。
(注:滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比)
(1)在匀速拉动B的过程中,A、B之间的摩擦力是 N。
(2)计算拉力做的总功是多少焦耳?
(3)在拉力做功的过程中,机械效率是多少?
热熔胶是常用的粘合剂,它在常温下是固体。图甲是热熔胶枪(简称“胶枪”)的外形,其内部有两只相同的PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图丙所示。电路如图乙所示,单只PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图丙所示。胶枪扳机松开时,开关S1断开,开关S2的触片与b触点接通,若此时接通电源,胶枪就进入预热状态,约60s后热熔胶熔化成的胶液温度达到正常工作温度(150℃~180℃)。此后,若扣动扳机,胶枪就进入正常工作状态:开关S1闭合,开关S2的触片与a触点接通,固体胶条向前挤压,枪口冒出温度为150℃~180℃的胶液。在近似计算时,可以认为胶液的温度与PTC加热元件的温度相同。问:
(1)单只PTC加热元件在预热过程中的最小电阻为多少?
(2)胶枪在预热过程中消耗的最大功率是多少?
(3)接通电源60s后,假设胶枪在恒温为150℃的条件下正常工作100s,它产生热量的60%被胶条吸收,在这过程中胶条吸收了多少热量?
如图所示,图甲是使用滑轮组从水中打捞一正方体物体的简化示意图,在打捞过程中物体始终以 的速度匀速竖直上升,物体未露出水面前滑轮组的机械效率为 ,图乙是打捞过程中拉力 随时间 变化的图像。(不计绳重,忽略摩擦和水的阻力, 取 求:
(1)物体的边长;
(2)物体浸没在水中时受到的浮力;
(3)物体的重力。
中国茶文化源远流长,如图甲是某款工夫茶保温碟。电路原理如图乙所示,电阻 为发热体,它的额定电功率为 且电阻不变。电流通过发热体加热底板使茶汤保温; 为电功率忽略不计的电源指示灯。求:
(1)发热体正常工作时的电流;
(2)当实际电压为 时,发热体工作 消耗的电能;
(3)为了适应不同品种茶汤的保温需求,小杨对电路进行重新设计(如图丙),移动滑片可以连续调节发热体的电功率,最低可调至额定功率的四分之一。若发热体产生的热量全部被茶汤吸收,该电路电能利用率的范围是多少。(电能利用率
康康家里有一台电火锅,部分技术参数如表,图甲是其内部电路的工作原理简图, 、 均为阻值不变的加热电阻,通过开关 、 、 的通断可实现三个挡位功能的切换,其中 是能分别与 、 两掷点相连的单刀双掷开关。(水的比热容:
额定电压 |
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高温挡 |
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低温挡 |
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保温挡 |
|
(1)电火锅正常工作时,锅内水温随时间变化的图象如图乙所示。若用高温挡把质量为 、初温为 的水加热到 ,求此过程中水吸收的热量和电火锅的热效率;
(2)若改用低温挡给(1)问中的水加热,请比较使用高温挡还是低温挡更节能;
(3)求电火锅正常工作时保温挡的电功率。
一位设计师设计了一种"重力灯"。无论你在地球哪一个角落,无论当地的天气如何,它都可以实现照明。如图甲是这种"重力灯"的结构简化图,当重物下落时拉动绳子,转轴转动时,小灯泡就可以发光。重复以上操作,可以实现长时间照明。现挂上一个质量为 的重物,该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为 的过程中,就可以供一个标有" "字样的 灯持续正常发光 。 取
(1)甲图虚线框内一定有 ,它的工作原理是 。
(2)求重物下落时,重力做功的功率。
(3)求重物在一次下落过程中,甲图装置能量转化的效率。
(4)取下灯泡,将甲图装置的两个输出端接入乙图中的 、 两个接线柱进行实验(设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出 电压)。 为标有" "的定值电阻,滑动变阻器 标有" ",电流表选择量程为 ,电压表选择量程为 。为了保证电路安全,求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。
可燃冰是一种新型能源,它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质,主要成分是甲烷,其开采是世界难题,据中央电视台2017年5月18日报道,我国可燃冰已试采成功,技术处于世界领先,用燃气锅炉烧水时,把质量为 ,初温为 的水加热到 ,共燃烧了 天然气,已知水的比热容 ,天然气热值 ,可燃冰的热值为同体积天然气的160倍,求:
(1)水吸收的热量;
(2)燃气锅炉烧水时的效率;
(3)若换用可燃冰,应使用多少 可燃冰。
如图所示,在上端开口的圆柱形容器中盛有适量水,水中放置一圆柱体,圆柱体高 ,密度 ,其上表面距水面 ,容器与圆柱体的横截面积分别为 ,和 ,现将绳以 的速度竖直向上匀速提升圆柱体,直至离开水面,已知水的密度 , 取 ,水的阻力忽略不计。
(1)在圆柱体从开始运动到上表面刚露出水面过程中,求绳拉力对圆柱体做的功;
(2)在圆柱体上表面刚露出水面到其底面离开水面过程中,求绳的拉力随时间变化关系式;
(3)在给出的坐标纸上画出(2)中绳的拉力的功率 随时间变化的图象。
2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准,小金买了一辆按新国标生产的电动自行车(如图),部分参数如表所示,已知小金质量为60千克,假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。
项目 |
参数 |
最高车速(千来 小时) |
25 |
整车质量(千克) |
40 |
电动自行车最大功率(瓦 |
400 |
(1)车轮上刻花纹的目的是 ;
(2)小金在水平地面骑行时,车轮与地面的总接触面积为50厘米 ,则骑行的电动自行车对地面产生的压强是多少帕?
(3)小金在水平公路上骑电动自行车,匀速行驶10千米过程中克服阻力做了多少功?
(4)若小金骑行过程中电动车以最大功率输出,匀速行驶时的车速为多少?
如图,重为3.2×104N的卡车,经过一段水平路面,再以9.6×104W的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行.已知车轮与地面接触的总面积为0.5m2,斜坡的机械效率为80%.求卡车:
(1)对水平路面的压强;
(2)爬坡时的牵引力;
(3)爬坡时的速度.