小星家的太阳能热水器,水箱容积是200L.小星进行了一次观察活动:某天早上,他用温度计测得自来水的温度为20℃,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃.请你求解下列问题:
(1)水吸收的热量;【c水=4.2×103J/(kg·℃)】
(2)如果水吸收的这些热量,由燃烧煤气来提供,而煤气灶的效率为40%,求至少需要燃烧多少煤气?(煤气的热值为q=4.2×107J/kg)
如图所示,工人站在水平地面,通过滑轮组打捞一块沉没在水池底部的实心金属物体A。工人用力将物体A竖直缓慢拉起,在整个提升过程中,物体A始终以0.1m/s的速度匀速上升。物体A没有露出水面之前滑轮组的机械效率为η1,工人对水平地面的压强为p1;当物体A完全露出水面之后滑轮组的机械效率为η2,工人对水平地面的压强为p2。若物体A重为320N,动滑轮重40N,工人双脚与地面的接触面积是400cm2,p1-p2=250Pa,绳重、水的阻力及滑轮轮与轴间的摩擦均可忽略不计,g取10N/kg,求:
(1)当物体A刚离开底部,受到水的浮力;
(2)金属A的密度;
(3)当物体A完全露出水面以后,人拉绳子的功率;
(4)η1与η2的比值。
小阳家装饰了一串小彩灯,接入家庭电路后发出五颜六色的光彩。小阳看到小彩灯共33个,并确定它们之间是串联的。过了一段时间,小阳看到其中一盏灯不亮了,其他彩灯继续发光,这种现象与所学的串联电路的知识不相符。他认真对小彩灯进行研究,看到小彩灯的结构如图所示,在灯丝的下方有一根细金属丝。查阅了相关资料知道:这根细金属丝与灯丝并联,在正常情况下,细金属丝由于表面有氧化铜与导电支架绝缘,电流只能从灯丝通过。当小彩灯灯丝烧断瞬间,细金属丝两端电压很高,此时表面氧化铜被击穿,金属丝与导电支架导通,保证串联电路仍为通路,其他小彩灯继续发光。每个小彩灯标有“8V 0.5A”,细金属丝通电后的阻值是10Ω。若小彩灯灯丝电阻不随温度改变,家庭电路的电压是220V,计算过程与结果保留两位小数,求:
⑴当每一盏灯都发光时,每盏灯消耗的电功率;
⑵当其中一盏灯的灯丝断的瞬间,这盏灯两端的电压;
⑶这盏灯金属丝接入电路后,其他彩灯可以发光,每盏灯消耗的电功率;
⑷这串小彩灯有多少盏灯的灯丝断了,整串灯的电流将超过0.5A?
图是从井中提升重物的装置示意图。O点为杠杆AB的支点,OA∶OB=2∶3。配重C通过绳子竖直拉着杠杆B端,其质量mC=100kg。杠杆A端连接由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组,定滑轮和动滑轮的质量均为m,滑轮组下安装吊篮,吊篮底部固定一电动机D,电动机D和吊篮的总质量m0=10kg,可利用遥控电动机拉动绳子E端,通过滑轮组使吊篮升降,电动机D提供的功率恒为P。当吊篮中不装物体悬空静止时,地面对配重C的支持力N0为800N,杠杆B端受到向下的拉力为FB;将质量为m1的物体装入吊篮,启动电动机,当吊篮匀速上升时,地面对配重C的支持力为N1;物体被运送到地面卸下后,又将质量为m2的物体装到吊篮里运到井下,吊篮以0.6m/s的速度匀速下降时,地面对配重C的支持力为N2。已知N1∶N2=1∶2,m1∶m2=3∶2,不计杠杆重、绳重及摩擦,g取10N/kg。求:
(1)拉力FB;
(2)动滑轮的质量m;
(3)物体的质量m2;
(4)电动机功率P。
图是一个电热器的工作原理图,电热器内有两个阻值分别为R1=121Ω和R2=55Ω的电热丝;旋转开关内有一块绝缘圆盘,在圆盘的边缘依次有0,1,2,—— 9共10个金属触点,可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片,转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置D时,金属滑片将2、3触点接通,同时另一端将7、8触点接通。用这个旋转开关可以实现电热器有多档位工作的要求。若将此电热器接入家庭电路中,求:
(1)当旋转开关的箭头指向图中位置D或I时,通过电热器的电流;
(2)当旋转开关的箭头指向图中位置C或H时,电热器消耗的电功率;
(3)当旋转开关的箭头指向图中位置A或F时,电热器在5min内产生的热量。
如图所示,某打捞队的工人用滑轮组把底面积为、高为2m的实心圆柱体从水下提起,已知圆柱体的密度为
,水的密度为
,滑轮组的机械效率是70%。(g取10N/kg,滑轮和绳子的重力忽略不计)求:
(1)圆柱体在水中所受的浮力。
(2)若圆柱体从H=16m深处被缓慢地匀速提起,到刚露出水面时,绳子自由端拉力F所做的功。
(3)如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N,则物体被提到露出水面多高时,绳子恰好被拉断?