如图所示电路中,电源两端的电压为6V,且保持不变,定值电阻R1、R2的阻值不随温度变化。电阻R1=5Ω,滑动变阻器的最大阻值为R3。闭合开关S、S1,断开开关S2,将滑动变阻器的滑片P移到b端,电阻R1两端电压U1=1.2V。
(1)求通过滑动变阻器的电流大小;
(2)求滑动变阻器的最大阻值;
(3)当开关S、S1和S2都闭合时,将滑动变阻器滑片P移动到a端,测得干路电流为1.5A,求电阻R2的阻值。
小华同学为探究水流对不同形状物体的冲击力,设计了一个实验装置,如图甲所示。电源电压保持3V不变,电流表量程为0~1A,电阻不计,粗细均匀的电阻丝MN全长12㎝,总电阻为9Ω,它的阻值与其接入电路的长度成正比。水平光滑杆AB上套有弹簧,弹簧弹力与其伸长量x的关系如图乙所示,弹簧左端固定,右端连接有滑块,滑块与滑片P、物体Q通过硬杆相连。滑片与电阻丝始终保持良好接触。水流冲击力为零时,滑片P刚好与电阻丝左端相接触,此时电流表满偏。测量时,滑块稳定后,小华通过电流表示数可计算出物体受到的水流冲击力大小。
(1)电阻R0的阻值为多少?
(2)当电流表读数为0.5A时,物体所受的冲击力大小为多少?
如图所示,小机车通过滑轮组提升重物,机车的最大输出功率为10 kw 重物重3500N,动滑轮重500N。机车所受摩擦阻力不计,绳重及滑轮转动时摩擦忽略不计。
(1)滑轮组的机械效率是多少?
(2)若要求重物以1m/s匀速提升,则机车能提升重物的最大重量为多少?
当前城镇化建设进程中,在一些场馆和楼房建设工地上,常见一种“塔吊”的起重设备,其主要组成为电动机和机械两部分,如图所示。假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有:额定电压380V,额定功率38kW,线圈电阻0.5Ω。在一次起吊中,该“塔吊”电动机正常工作25s,把质量为3t的重物吊起22m(g取10N/kg)。求:
(1)电动机吊起重物的过程中消耗的电能。
(2)电动机正常工作过程中线圈产生的热量。
(3)该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率。
2014年4月14日,为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼-21”(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进行深海搜寻。其外形与潜艇相似(如下图甲所示),相关标准参数为:体积1m3、质量750kg,最大潜水深度4500m,最大航速7.4km/h(不考虑海水密度变化,密度ρ取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
(1)假设“金枪鱼”上有面积为20cm2的探测窗口,当它由海水中2000m处下潜至最大潜水深度处,问该
探测窗口承受海水的压力增加了多少?
(2)“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时恰能静止漂浮在海面上,此时露出海面体积为多大?
(3)若上述漂浮在海面的“金枪鱼”,由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的功率随时间变化的图象如上图乙所示,图中P3=3P1。求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力(不考虑水的阻力)。
如图甲所示,滑轮组在竖直向上的拉力F作用下,将重为105N的物体匀速提起,在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
(1)计算物体上升的速度。
(2)图乙中阴影部分的面积表示的物理量是________,并列式计算出该物理量。
(3)计算滑轮组提升该重物时的机械效率。