为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系,小明设计了如图所示的装置.半径为l的圆形金属导轨固定在水平面上,一根长也为l,电阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好,另一端固定在圆心处的导电转轴00"上,由电动机A带动旋转。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面,大小为B1、方向竖直向下的匀强磁场。另有一质量为m、电阻为R的金属棒cd用轻质弹簧悬挂在竖直平面内,并与固定在竖直平面内的“U”型导轨保持良好接触,导轨间距为l,底部接阻值也为R的电阻,处于大小为B2、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中。从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关S与“U”型导轨连接。当开关S断开,棒cd静止时,弹簧伸长量为x0;当开关S闭合,电动机以某一转速匀速转动,棒cd再次静止时,弹簧伸长量变为x(不超过弹性限度)。不计其余电阻和摩擦等阻力,求此时
(1)通过棒cd的电流Icd ;
(2)电动机对该装置的输出功率P;
(3)电动机转动角速度与弹簧伸长量x之间的函数关系.
间距为l的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成,如图1所示,倾角为θ的导轨处于大小为B1,方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅰ中,水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为3m的“联动双杆”(由两根长为l的金属杆cd和ef,用长度为L的刚性绝缘杆连接而成),在“联动双杆”右侧存在大小为B2,方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅱ,其长度大于L,质量为m,长为l的金属杆ab,从倾斜导轨上端释放,达到匀速后进入水平导轨(无能量损失),杆ab与“联动双杆”发生碰撞后杆ab和cd合在一起形成“联动三杆”,“联动三杆”继续沿水平导轨进入磁场区间Ⅱ并从中滑出,运动过程中,杆ab、cd和ef与导轨始终接触良好,且保持与导轨垂直.已知杆ab、cd和ef电阻均为R=0.02 Ω,m=0.1 kg,l=0.5 m,L=0.3 m,θ=30°,B1=0.1 T,B2=0.2 T,g=10 m/s2.不计摩擦阻力和导轨电阻,忽略磁场边界效应.求:
(1)杆ab在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小v0;
(2)“联动三杆”进入磁场区间Ⅱ前的速度大小v;
(3)“联动三杆”滑过磁场区间Ⅱ产生的焦耳热Q.
火车机车原来的速度是10 m/s,在一段下坡路上加速度为0.2 m/s2.机车经过25s行驶到下坡末端.求
(1)机车到达这段坡底所用的时间?
(2)斜坡的长度是多少?
某品牌电热水壶的铭牌上标着如下表所示的数据。请计算:
(1)该电热水壶的电阻;
(2)当电热水壶装满水后,从20℃加热到100℃,水吸收的热量;
(3)在额定电压下,要放出这些热量,电热水壶工作的时间。(不计热量损失)
(4)如果在用电高峰时间内用电热水壶烧水,电压只有200V左右,这时电热水壶发热时的功率大约是多大?
如图所示,将一个体积为1.6×10-4m3的木球和一个体积为0.2×10-4m3的小塑料球用细绳相连放入水中,木球露出水面的体积是它自身体积的;当把细绳剪断后,塑料球沉底,木球露出水面的体积是它自身体积的
求:(1)木球的重力。
(2)塑料球的重力。
在用电流表、电压表测小灯泡功率的实验时,灯泡上标有“3.4V” 字样。小红设计了实验电路图,如图1所示,并连接了部分实验电路,如图2所示。
(1)请帮助小红完成实验电路的连接______________。
(2)连接完实验电路后,小红闭合开关,发现灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数且接近于电源电压,请帮助小红分析电路出现故障的原因__________________
(3)排除故障后,小红调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,此时电流表的示数如图3所示,读数为_____________________A,则小灯泡的额定功率为_____________________W。
(4)假若电压表15V量程损坏,3V量程能正常使用,电源电压为6V且稳定不变,仍利用现有的器材完成实验,你认为如何操作_____________________