如图所示,A为电解槽(电能转化为化学能的装置),M为电动机,N为电炉子,恒定电压U=12V,电解槽内阻rA=2Ω,当K1闭合,K2、K3断开时,电流表示数I1=6A;当K2闭合,K1、K3断开时,电流表示数I2=3A,且电动机输出功率为13.5W;当K3闭合,K1、K2断开时,电流表示数为I3=2A.不计电流表内阻,求:
(1)电炉子的电阻R及发热功率PR;
(2)电动机的内阻rM;
(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率P化。
如图甲所示,位于竖直平面内的轨道,由一段斜的光滑直轨道MO和一段水平的粗糙直轨道ON连接而成,以O为原点建立坐标轴。滑块A从轨道MO上相对于水平轨道高h= 0.20m处由静止开始下滑,进入水平轨道时无机械能损失。滑块B置于水平轨道上x1= 0.40m处。A、B间存在相互作用的斥力,斥力F与A、B间距离s的关系如图乙所示。当滑块A运动到x2= 0.20m处时,滑块B恰好开始运动;滑块A向右运动一段距离后速度减为零,此时滑块B的速度vB=0.07m/s;之后滑块A沿x轴负方向运动,其最大速度vA=0.14m/s。已知滑块A、B均可视为质点,质量均为m= 1.0kg,它们与水平轨道间的动摩擦因数相同,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)滑块A从轨道MO滑下,到达O点时速度的大小v;
(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ;
(3)整个运动过程中,滑块B的最大速度vmax。
如图所示,竖直平面内的半圆形轨道下端与水平面相切,B、C分别为半圆形轨道的最低点和最高点。小滑块(可视为质点)沿水平面向左滑动,经过A点时的速度vA=6.0m/s。已知半圆形轨道光滑,半径R=0.40m,滑块与水平面间的动摩擦因数m =0.50,A、B两点间的距离l=1.10m。取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)滑块运动到B点时速度的大小vB;
(2)滑块运动到C点时速度的大小vC;
(3)滑块从C点水平飞出后,落地点与B点间的距离x。
如图,竖直平面内放着两根间距L = 1m、电阻不计的足够长平行金属板M、N,两板间接一阻值R= 2Ω的电阻,N板上有一小孔Q,在金属板M、N及CD上方有垂直纸面向里的磁感应强度B0= 1T的有界匀强磁场,N板右侧区域KL上、下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B1=3T和B2=2T。有一质量M = 0.2kg、电阻r =1Ω的金属棒搭在MN之间并与MN良好接触,用输出功率恒定的电动机拉着金属棒竖直向上运动,当金属棒达最大速度时,在与Q等高并靠近M板的P点静止释放一个比荷的正离子,经电场加速后,以v =200m/s的速度从Q点垂直于N板边界射入右侧区域。不计离子重力,忽略电流产生的磁场,取g=
。求:
(1)金属棒达最大速度时,电阻R两端电压U;
(2)电动机的输出功率P;
(3)离子从Q点进入右侧磁场后恰好不会回到N板,Q点距分界线高h等于多少。
如图,在水平轨道右侧固定半径为R的竖直圆槽形光滑轨道,水平轨道的PQ段铺设特殊材料,调节其初始长度为l,水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定,弹簧处于自然伸长状态。可视为质点的小物块从轨道右侧A点以初速度v0冲上轨道,通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧,并被弹簧以原速率弹回。已知R=0.4 m,l=2.5 m,v0=6 m/s,物块质量m=1 kg,与PQ段间的动摩擦因数μ=0.4,轨道其它部分摩擦不计。取g=10 m/s2。求:
(1)物块经过圆轨道最高点B时对轨道的压力;
(2)物块从Q运动到P的时间及弹簧获得的最大弹性势能;
(3)物块仍以v0从右侧冲上轨道,调节PQ段的长度l,当l长度是多少时,物块恰能不脱离轨道返回A点继续向右运动。
我国的“探月工程”计划将于2017年宇航员登上月球。若宇航员登上月球后,在距离月球水平表面h高度处,以初速度v0水平拋出一个小球,测得小球从抛出点到落月点的水平距离s。求:
(1)月球表面重力加速度的大小;
(2)小球落月时速度v的大小。