直升机因为有许多其他飞行器难以办到或不可能办到的优势(如可以垂直起飞降落,不用大面积机场),所以受到广泛应用。主要用于观光旅游、火灾救援、海上急救、缉私缉毒、消防、商务运输、医疗救助、通信以及喷洒农药杀虫剂消灭害虫、探测资等国民经济的各个部门。下图是在某次救灾中直升机沿水平方向做匀加速运动时的情境,悬挂箱子的绳子与竖直方向的夹角保持为
。此时箱子距水平地面高20m(sin
="0.174," cos
="0.984," tan
=0.176,g取10m/s2)求:
(1)直升机的加速度a的大小;
(2)某时刻直升机上仪表显示飞行速度为100km/h。若此时有一小物体从箱子中掉落,不计空气阻力,物体落在水平地面时距直升机的水平距离d的大小。
(12分)发电机输出功率为100 kW,输出电压是250V,用户需要的电压是220V,输电线电阻为10 Ω,若输电线中因发热 而损失的功率为输送功率的4%,试求:
(1)在输电线路中设置的升、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别为多少?
(2)用户得到的电功率是多少?
如图所示,在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h=0.1m的平行金属导轨MN与PQ,导轨的电阻忽略不计.在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3Ω的电阻,导轨上跨放着一根长为L=0.2m,每米长电阻r=2.0Ω/m的金属棒ab,金属棒与导轨正交,交点为c、d.当金属棒以速度v=4.0m/s向左做匀速运动时,试求:
(1)电阻R中的电流强度大小和方向;
(2)使金属棒做匀速运动的外力;
(3)金属棒ab两端点间的电势差.
如图所示,abcd为交流发电机的矩形线圈,其面积为S,匝数为n,线圈电阻为r,外电阻为R。线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO’匀速转动,角速度为
。若图中的电压表、电流表均为理想交流电表,求:
(1)此交流发电机产生感应电动势的最大值
;
(2)若从图示位置开始计时,写出感应电流随时间变化的函数表达式;
(3)交流电压表和交流电流表的示数;
(10分)有一个1000匝的线圈,在0.4s内穿过它的磁通量从0.02Wb均匀增加到0.09Wb。
(1)求线圈中的感应电动势?
(2)如果线圈内的电阻是10Ω,把它跟一个电阻为990Ω的电热器连在一起组成闭合电路时,10min内通过电热器的电流产生的热量是多大?
(18分)如图所示,BC为半径等于
竖直放置的光滑细圆管,O为细圆管的圆心,在圆管的末端C连接倾斜角为450、
的足够长粗糙斜面,一质量为m=0.5kg的小球从O点正上方某处A点以V0水平抛出,恰好能垂直OB从B点进入细圆管,小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F=5N的作用,当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失,能平滑的冲上粗糙斜面。(g=10m/s2)求:
(1)小球从O点的正上方某处A点水平抛出的初速度v0为多少?
(2)小球在圆管中运动对圆管的压力是多少?
(3)小球在CD斜面上运动的最大位移是多少?