如图是某品牌饮水机的简化电路图,该饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),下表是它的有关参数。已知C水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3。
电热饮水机 型号:XL﹣LS2017 储水罐容积:1L 额定电压:220V 额定加热功率:1000W 额定保温功率:100W 额定频率:50Hz |
(1)S0闭合时饮水机处于什么状态,此时电路中电流是多大?
(2)该饮水机在额定电压下,将装满储水罐的水从50℃加热至沸腾(当时气压为标准大气压),用时300s,求饮水机的加热效率。
(3)若实际电压为200V,饮水机的加热效率保持不变,将装满储水罐的水从50℃加热至沸腾(当时大气压为标准大气压),需用时多少秒。
如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图,使用电动机和滑轮组(图中未画出)将实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起,图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象。A完全离开水面后,电动机对绳的拉力F大小为1×104N.滑轮组的机械效率为75%.已知A的重力为3×104N,A上升的速度始终为0.1m/s。(不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重,不考虑风浪、水流等因素的影响)求:
(1)长方体A未露出水面时受到的浮力;
(2)长方体A的体积;
(3)长方体A的密度;
(4)长方体A完全离开水面后,在上升过程中F的功率。
3月12日,我国自主研发建造的“天鲲号”绞吸挖泥船正式投产首航,其智能化水平以及挖掘系统、输送系统的高功率配置均为世界之最。 取 , 取 主要参数如下表。
项目 |
参数 |
总长度 |
140 |
宽度 |
27.8 |
吸 排管径 |
|
满载排水量 |
|
满载吃水深度 |
6.5 |
泥泵输送功率 |
|
(1)满载时,求“天鲲号”受到水的浮力是多少?
(2)满载时,求“天鲲号”底部受到水的压强是多少?若船底需要安装探测仪器,其面积为 ,求探测仪器受到水的压力是多少?
(3)“天鲲号”去某水域执行任务,其工作量相当于将 的淤泥输送至 高的台田上。假设“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵的机械效率为 ,求完成此任务需要的时间是多少?
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。
如图所示,工人站在水平工作台D上使用滑轮组提升重物M,滑轮A、B的质量均为3kg,滑轮C的质量与A、B不同,工人的质量为57kg.该工人利用滑轮组匀速提升重物M时,对绳端的拉力为F1,功率为P,滑轮A对工作台向下的拉力为FA,工人对工作台的压强为p1;若重物M浸没于水中,该工人利用滑轮组匀速提升水中的重物M,在M出水面之前,工人对工作台的压强为p2,滑轮组的机械效率为η,重物M在水中上升的速度为0.5m/s.已知重物M的质量为120kg,密度为2×103kg/m3,上升的速度始终为0.5m/s,p1︰p2=16︰14.(不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力,g取10N/kg)求:
(1)重物M浸没在水中时所受的浮力F浮;
(2)重物M在空中被匀速提升时,滑轮A对工作台向下的拉力FA和绳端拉力F1的功率P;
(3)重物M在水中被匀速提升时,滑轮组的机械效率η.
呼和浩特市共享单车的投放,为呼和浩特市市民的出行提供了极大的便利。小董同学通过手机扫码,解锁了一辆电动自行单车。如果她骑行电动自行单车在平直的乡间小路上做直线运动,且以恒定的功率
行驶。通过收集数据,得到如图所示的 图象。在第 时速度达到 ,然后以 做匀速直线运动。已知小董质量为 ,电动自行单车质量为 ,骑行时所受阻力恒为人和车总重的 .求:
(1)在 时间内,单车通过的路程 (选填“大于”或“等于”或“小于”),这段时间内,电动机对单车产生的牵引力 单车所受的阻力(选填
“大于”或“等于”或“小于”);
(2)电动自行单车做匀速直线运动时,加在电动机上的电压为 ,通过的电流 ,电动机提供的电功率多大,该电动机的效率为多少,(不计机械摩擦损失),电动机线圈电阻是多少;
(3)在 时间内,单车通过的路程。(提示:能量守恒。动能计算公式为 , 表示质量, 表示速度)
荣威e950插电式混合动力汽车于今年3月正式上市,百公里平均油耗约1.7升。它有两种动力系统,汽车加速,汽油机提供的动力不足时,蓄电池的电能转化为动能,使汽车加速更快;汽车减速,汽车动能转化为电能,由蓄电池贮存起来,减少能量的消耗。两种动力系统也可独立工作,只有汽油机工作时,与一般的汽车不同:只使用电力时,由电动机提供动力。如表是国产某混合动力汽车蓄电池的铭牌,其中电池容量是蓄电池贮存的最大电能(储存电能的本领是表示电池容量的另一方式),该汽车匀速行驶时受到的阻力为1440N,求:
(1)在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电要多长时间?
(2)该汽车匀速行驶100km过程中牵引力做的功为多少?
(3)蓄电池充满电后,仅由电动机提供动力,电能转化为机械能的效率为80%,汽车匀速持续行驶的最大距离是多少km?
(4)假设汽车受到的阻力不变,仅由汽油机提供动力,汽油的热值为5.0×107J/L(即焦耳/升),汽油机的效率为24%,汽车匀速行驶100km的油耗是多少升。
电池容量 |
44kW•h |
充电电压 |
220V |
充电电流 |
20A |
输出电压 |
150V |
我国自主研制的第三代常规动力潜艇(如图所示),它具备先进的通讯设备、武器系统、导航系统、水声对抗、隐蔽性强,噪声低、安全可靠等优异性能,主要技术参数如表:
排水量 |
水上2250吨,水下3000吨 |
最大潜深度 |
300m |
最航速 |
水上30km/h,水下36km/h |
最大输出功率(水下) |
3000kW |
求:(海水的密度近似为1.0×10 3kg/m 3,g=10N/kg)
(1)因训练任务需要潜艇在水上航行,此时露出水面的体积为多大?
(2)潜艇下潜到200m深处时,潜艇上一个面积是400cm 2的观察窗口受到海水的压力为多大?
(3)潜艇在水下执行巡航任务,以最大航速匀速行驶5h的路程为多少?若潜艇发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器效率为80%,潜艇以最大航行驶时受到水的平均阻力f为多大?
利用水泵把5×103kg的水送到10m高的水池,共消耗能量7.5×105J,水泵做的有用功是 J,水泵的机械效率是 。(g取10N/kg)
电动自行车已经是大部分市民的主要交通工具,其优点是经济实惠与便捷.如果某一电动自行车电动机的额定功率是240 W,以6m/s的速度匀速行驶时的供电电流为5A,则电动机的额定工作电压为 V,若该车电动机的效率为80%,则牵引力为 N.
小洁家购买某型号的四轮汽车的质量为1.8t,每个轮子与地面的接触面积为20cm2.假期全家开车去某地旅游,下车时观察里程表确定汽车行驶225km,所用时间是2.5h,消耗汽油20L(假设汽油完全燃烧),汽车发动机在这段时间内的功率为20kW.求:
(1)汽车静止时对路面的压强.
(2)汽车行驶的平均速度是多少?
(3)汽车行驶过程的牵引力是多大?
(4)汽车发动机的效率是多少?(已知ρ汽油=0.8×103kg/m3,q汽油=4.5×107J/kg,g=10N/kg)
如图是某汽车起重机静止在水平地面上起吊重物的示意图,重物的升降使用的是滑轮组,滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。提升重物前,起重机对地面的压强为 ,某次作业中,将重物甲以 的速度匀速提升时,起重机对地面的压强为 ;若以相同的功率将重物乙以 的速度匀速提升时,起重机对地面的压强为 (不计钢丝绳重和摩擦)
(1)起重机两次提升的重物质量之比。
(2)起重机两次提升重物时,滑轮组的机械效率之比。
(3)提升重物乙时,滑轮组的机械效率是多少?
利用轮船上的电动机和缆绳从水库底竖直打捞出一长方体物体,下图P-t图像中表示了电动机输出的机械功率P与物体上升时间t的关系。已知0~80s时间内,物体始终以的速度匀速上升,当时,物体底部恰好平稳的放在轮船的水平甲板上。已知电动机的电压是200V,物体上升过程中的摩擦阻力不计,g取10N/kg。求:
(1)湖水的深度h1,甲板离水面距离h2 。
(2)物体的质量m,长度,体积V 。
(3)若电动机电能转换为机械能的效率为80%,求在0~50s内,电动机线圈中电流的大小。
如图所示是打捞物体的模拟装置。现电动机带动钢丝绳自由端以 的速度匀速拉动滑轮组,经过 将体积为 的物体由海底提升到海面,物体离开海面后钢丝绳自由端的速度变为 ,此时电动机的输出功率比物体在海水中时增大了 (不计物体的高度、绳重和摩擦, , 取 , 取 。求:
(1)物体浸没在海水中受到的浮力;
(2)物体在海底时的深度;
(3)物体在海底时受到海水的压强;
(4)物体在海面下匀速上升过程中,该滑轮组的机械效率(不计动滑轮体积)
两个实心正方体A、B由密度均为ρ的同种材料制成,它们的重力分别是G A、G B,将A、B均放置在水平桌面上时,如图甲所示,两物体对桌面的压强分别是pA、pB,且pA:pB=1:2;当用甲、乙两滑轮组分别匀速提升A、B两物体,如图乙所示,两动滑轮重均为G动,此时两滑轮组的机械效率之比为33:40;若将A物体浸没在水中,用甲滑轮组匀速提升,如图丙所示,匀速提升过程A物体一直没露出水面,此时甲滑轮组的机械效率为75%。不计绳重和摩擦,ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)A、B两物体的重力之比G A:G B是多少?
(2)滑轮组中的动滑轮重力G动是A物体重力G A的多少倍?
(3)A、B两个实心正方体的材料密度ρ是多少kg/m3?