题目内容
【题目】某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示,重物质量m=50kg,电源提供恒定电压U=110V,不计各处摩擦,当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中电流强度I=5A,求:
(1)电动机线圈电阻R(g=10N/kg)
(2)电动机的效率。
(3)若由于某种原因电动机被卡住,这时电动机消耗的功率为多少?
【答案】(1)4;(2)81.8%;(3)3025W。
【解析】
(1)电流通过直流电动机做功,消耗电能()转化为机械能()和内能(,可求转化为的内能大小,再根据求电动机线圈的电阻;
(2) 分别求出电动机内阻消耗的功率和总功率,从而求出效率.
(3) 当电动机被卡住,重物速度变为零,此电路为纯电阻电路,利用求解.
(1)在时间t内电流通过直流电动机做功(消耗电能):,在时间t内得到的机械能:,在时间t内,在电动机线圈的电阻转化的内能:,由题知,,则,
即:,解得:R=4Ω;
(2) 电动机消耗的功率,热功率,则该电动机的效率.
(3) 电动机被卡住,重物速度变为零,此电路为纯电阻电路,电动机消耗的功率。
故答案为:(1)4;(2)81.8%;(3)3025W。
【题目】为了研究柱体浸入水中的过程中水对容器底部的压强情况,某小组同学选用高度H、底面积S均不同的柱体A、B,一个盛有水的柱状容器进行实验。他们将柱体A逐步浸入盛有水的容器中,测量并记录其下表面到水面的距离及水对容器底部的压强,如图所示。接着仅换用圆柱体B重新实验。并将全部实验数据记录在表中(实验中容器内水均未溢出)。
表一柱体A:H=0.3米
实验序号 | S(米2) | h(米) | P(帕) |
1 | 0.03 | 0 | 6000 |
2 | 0.1 | 6200 | |
3 | 0.2 | 6400 | |
4 | 0.3 | 6600 | |
5 | 0.4 | 6600 |
表二柱体B:H=0.18米
实验序号 | S(米2) | H(米) | P(帕) |
6 | 0.05 | 0 | 6000 |
7 | 0.12 | 6400 | |
8 | 0.15 | 6500 | |
9 | 0.18 | 6600 | |
10 | 0.20 | 6600 |
①分析比较实验序号2、3、4或7、8,9数据中的p和h的关系及相关条件,可得出:在同一个盛水容器中浸入同一柱体,_____。
②分析比较实验序号4、5或9、10数据中的p和h的数据及相关条件,可得出:在同一个盛水容器中浸入同一柱体,_____。
③分析比较实验序号3、7或4、9中的实验现象、数据及相关条件,可得出:在同一个盛水容器中_____p相等。
【题目】人工心脏泵
血液是人体输送氧气与营养的主要载体,心脏就像发动机,为这一输送提供了动力。医生给心脏疾病的患者做手术时,往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏,以推动血液循环。如图甲是该装置的示意图,线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁),通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用,从而带动活塞运动,活塞筒通过阀门与血管相通,阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启。
手术时,还需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量(血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积),其示意图如图乙所示,使用时,将血管放置于两磁极之间,两金属电极a、b与血管壁接触,就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度。
研究表明,血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化,且血液匀速通过血管时,受到的阻力与血液的流速成正比。当血管横截面积为正常值的n倍时,测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表所示。
n | 1.00 | 0.90 | 0.80 | 0.75 | 0.60 |
v/ms-1 | 0.180 | 0.200 | 0.225 | 0.240 | 0.300 |
(1)甲图中,当线圈中的电流从A流向B时,活塞向______(选填“左”或“右”)运动,血液从_____(选填“S1流出”或“S2流入”)。
(2)图乙电磁血流计中若仅调换两磁极的位置,则流过仪表电流的方向将________(选填“不变”或“相反”),若某次测得血流速度为0.2m/s,血流量为10﹣4m3/s,则对应血管的横截面积为________ m2。
(3)若某人心脏主动脉血管的横截面积为正常值的0.7倍时,血管内血液匀速流动的速度应为________ m/s。
(4)当心脏主动脉血管的横截面积变化时,其内血液匀速流动,推动血液流动的功率P与下列哪一选项成正比?答_______。
A. n B.n2 C. D.