2007年2月28日,从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴,列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。看了这个报道后,某研究小组为探索沙尘暴的威力,进行了模拟研究。如图为测定沙尘暴风力的实验装置图,其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝阻值较大,一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点,另一端悬挂球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在B点接触,有风时细金属丝将偏离竖直方向,细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。研究小组的同学对此装置分析中,知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比,空气密度为1.3kg/m3,沙的密度为2.5×103kg/m3。他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素,进行了如下的实验研究:
①在含沙量相同条件下,改变风速,记录不同风速下电压表的示数如下:
风速(m/s) |
5 |
10 |
15 |
20 |
电压表示数(V) |
0.6 |
2.4 |
5.4 |
9.6 |
②在风速大小相同条件下,改变风中空气的含沙量,记录不同含沙量下电压表的示数如下:
含沙量(kg/m3) |
1.1 |
2.2 |
3.3 |
4.4 |
电压表示数(V) |
2.3 |
3.5 |
4.6 |
5.8 |
(1)根据上述实验结果,试推导出单位面积上所受到的风力大小的关系式?(设比例系数为k)
(2)若(1)中的比例系数k的大小为0.5,已知:车厢的高度为3m,车厢的长度为25m,车厢质量为50t,铁轨间距为1.5m,1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg,请根据(1)中的关系式计算当时的风速至少为多大?
如图所示的实验装置中,用棉线将铜棒ab悬挂于磁铁N、S极之间,铜棒的两端通过导线连接到灵敏电流计上.当铜棒向左运动时,电流计的指针(选填“偏转”或“不偏转”);该装置可将能转化为电能;写出用该原理制成的一种设备:.
1648年的一天,一群好奇的观众围着一个年轻人,看他做着有趣的实验,他把一个木桶装满水用盖子封住,在桶盖上面是一根细长的管子并把它插入桶中,然后让人站在高处往细管中灌水如图。结果,只用了几杯水,木桶就压裂了,水从裂缝中流了出来。在场的人无不对此感到震惊。这个年轻人就是法国著名的数学家和物理学家帕斯卡。请回答:
(1)在这个实验中,一桶水不足以使桶破裂,而加上几杯水,桶就会压破。为什么?
(2)液体对容器产生的压力一定等于液体的重力吗?
某物理兴趣小组利用图装置探究电磁感应实验,实验情况记录在下面表格中
实验序号 |
磁极位置 |
开关 |
导体运动情况 |
G表指针偏转情况 |
1 |
上N下S |
闭合 |
不运动 |
不偏转 |
2 |
上N下S |
闭合 |
上、下运动 |
不偏转 |
3 |
上N下S |
闭合 |
水平向右运动 |
向右偏转 |
4 |
上N下S |
闭合 |
水平向左运动 |
向左偏转 |
5 |
上N下S |
断开 |
水平向右运动 |
不偏转 |
6 |
上S下N |
闭合 |
水平向左运动 |
向右偏转 |
综合分析后(实验中磁铁不运动),请回答下列问题:
(1)在图中可以看出要产生感应电流有一部分导体在磁场中,那么还应满足的条件是:
①通过比较实验序号2、3、4得出;
②通过比较实验序号3、5得出;
(2)通过分析我们还可探究出影响感应电流方向的因素有:
①,它是通过分析比较实验序号4与得出的;
②,它是通过分析比较实验序号4与得出的。
如图是某同学做“测定小灯泡的电功率”实验时的电路图,已知小灯泡的额定电压为6V,现有如下器材:电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个,导线若干、电源一个(电压在10V至15V之间).
(1)该实验原理是:;
(2)连接电路时,开关应;当确认电路连接正确,准备闭合开关时,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值.
(3)闭合开关进行实验,记录的数据如下表
实验序号 |
电压表示数/V |
电流表示数/A |
1 |
3 |
0.16 |
2 |
6 |
0.3 |
3 |
12 |
0 |
从表中数据可知小灯泡的额定功率为W.小灯泡熄灭是因为.
阅读下面的短文,回答问题。
空气能热水器
空气能热水器(如图甲)是吸收空气的热能来制造热水的装置,其耗能约为电热水器的四分之一。空气能属于可再生的新能源,拥有先天的节能环保的优势。图乙是空气能热水器的工作原理示意图,它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成。制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同,其工作过程如下:
A.液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器,在蒸发器迅速汽化,并从空气中吸收热能;
B.制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器;
C.在冷凝器中,高温高压的蒸气将热能传递给冷水并发生液化。制冷剂依此不断循环流动,使水的温度不断上升。
请回答下列问题:
⑴制冷剂在______中汽化,在______中液化。
⑵制冷剂在工作循环过程中,将____中的热能不断地“搬运”至____中。