小红同学在测量小灯泡正常发光的电阻的实验中,选用的电源电压为9V且保持不变,小灯炮标有 “0.3A ”字样,该同学设计了如图甲所示的电路:
(1)小华说该电路有一处不妥,请指出 。
(2)经过讨论,他们认为用这个电路仍然可以测出灯泡正常发光的电阻。于是他们通过调节滑动变阻器测量了多组电压表和电流表的数据,并作出了小灯泡的电流随电压的变化图像,如图乙所示。则当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光。利用条件可求出小灯泡正常发光时的电阻为 Ω,额定功率为 W。
(3)小红利用甲图的电路按照正确的步骤进行实验,发现在闭合开关时,小灯泡是不亮的。这是什么原因呢?小红观察到在闭合开关时,电压表的读数为8V。由此可知,小灯泡此时消耗的实际功率仅为 W,比额定功率小许多,因此不足以使灯泡发光。由此还可以求出滑动变阻器的最大阻值是 Ω。
如图是简易电动门式起重机的结构示意图,MN为长4m、质量可以不计的横梁,行走装置可以把提起的重物在横梁上左右移动,提升电动机通过钢丝绳和滑轮组提起重物,滑轮组的结构如图所示。已知动滑轮的重力为1×103N,g取10N/kg,钢丝绳重和滑轮组的轮、轴间摩擦不计。当起重机提起0.3t的重物以0.2m/s的速度匀速竖直向上运动时:
(1)求滑轮组的机械效率。
(2)求电动机拉动钢丝绳的功率。
(3)若行走装置、提升电动机和定滑轮三者的总重是2.2×103N,行走装置使提起的重物沿横梁从中点A移到某点B时,N点受到的向上的支持力增加了1.55×103N,则该点B离M点的距离是多少?
科学家设计并制造了一艘试验太阳能帆船,如图7所示,它有四个特殊的风帆,每只风帆面积为9m2,表面布满太阳能电池,这样它既可以利用风力航行,又可以利用太阳能发电再利用电能驱动。已知船在行驶中所受阻力跟船速的关系如表格所示。某次试航时仅靠风力航行时速度为V1=2m/s,开动太阳能电池驱动的电动机后船速增加到V2=3m/s,当时在烈日照射下每平方米风帆实际获得的太阳能功率为600W,电动机的效率为η1 =80℅,设风力的功率不受船速的影响,则:
(1)风力的功率P风是多少?
(2)电动机提供的机械功率P机是多大?
(3)太阳能电池把太阳能转化为电能的效率η2是多大?
船速v/ m/s | 阻力f/N |
1.0 | 0.4×103 |
2.0 | 1.6×103 |
3.0 | 3.6×103 |
4.0 | 6.4×103 |