环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量。当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=50A,电压U=300V。在此行驶状态下
(1)求驱动电机的输入功率;
(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,求汽车所受阻力与车重的比值(g取10m/s2);
(3)设想改用太阳能电池给该车供电,其他条件不变,求所需的太阳能电池板的最小面积。
已知太阳辐射的总功率,太阳到地球的距离
,太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。
磁悬浮列车的运动原理如图所示,在水平面上有两根很长的平行直导轨,导轨间有与导轨垂直且方向相反的匀强磁场和
,
和
相互间隔,导轨上有金属框abcd。当磁场
和
同时以恒定速度沿导轨向右匀速运动时,金属框也会沿导轨向右运动。已知两导轨间距
="0." 4 m,两种磁场的宽度均为
,
=ab,
=
="1.0" T。金属框的质量m="0." 1 kg,电阻R="2." 0Ω。设金属框受到的阻力与其速度成正比,即
,比例系数k="0." 08 kg/s。求:
(1)当磁场的运动速度为="5" m/s时,金属框的最大速度
为多大?
(2)金属框达到最大速度以后,某时刻磁场停止运动,当金属框的加速度大小为a=4.0时,其速度
多大?
在磁感应强度为B=0. 4 T的匀强磁场中放一个半径50 cm的圆形导轨,上面搁有互相垂直的两根导体棒,一起以角速度
rad/s逆时针匀速转动。圆导轨边缘和两棒中央通过电刷与外电路连接,若每根导体棒的有效电阻为
=" 0." 8Ω,外接电阻R=3. 9Ω,如图所示,求:
(1)每半根导体棒产生的感应电动势.
(2)当电键S接通和断开时两电表示数(假定)。
如图(a)所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻连接成闭合回路,线圈的半径为
,在线圈中半径为
的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示。图线与横、纵轴的截距分别为
和
。导线的电阻不计,求0至
时间内
(1)通过电阻上的电流大小和方向;
(2)通过电阻上的电量q及电阻
上产生的热量。
如图所示,一宽度为L的光滑金属导轨放置于竖直平面内,质量为m的金属棒ab沿金属导轨由静止开始保持水平自由下落,进入高h、方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场区域。设金属棒与金属导轨始终保持良好接触,ab棒穿出磁场前已开始做匀速运动,且ab棒穿出磁场时的速度为进入磁场时速度的。已知ab棒最初距磁场上边界的距离为4h,定值电阻的阻值为R,棒及金属导轨电阻忽略不计,重力加速度为g
。求:
(1)在此过程中电阻R产生的热量Q的大小;
(2)金属棒穿出磁场时电阻R消耗的功率大小。
两根光滑的长直金属导轨导轨、
平行置于同一水平面内,导轨间距为l,电阻不计,M、
处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C。长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离为s的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q。求:
(1)ab运动速度v的大小;
(2)电容器所带的电荷量q。