为了迎接黄石市第二届矿冶文化节和第三届国际乒乓节,某庆典公司正在调试载人热气球.已知载人热气球球内热气的体积为200m
3,球内热气的密度为0.29kg/m
3,球外空气的密度为1.29kg/m
3,球壳、吊篮及其装备的总质量为120kg,吊篮里的人的质量为58kg,g取10N/kg.
(1)要使热气球和人能够静止在空中,需要在吊篮里加入多少质量的配重?(由于热气的体积远大于其他部分的体积,故只考虑热气所受的浮力.)
(2)若气球静止于离地h=10m的空中,人需要沿着绳子下滑到地面.如果人以相对地的速度v
1=2m/s匀速下滑,根据反冲运动知识可知,人在下滑过程中,气球会以v
2的速度上升,设人的质量为m,气球的总质量(包括热空气、球壳、吊篮以及装备和配重)为M,则他们的关系满足mv
1=Mv
2,若在人着陆时,绳子的末端刚好接触地面,求绳子的长度.
(3)气球在上浮的过程中,空气的浮力是否对气球做了功?如果没有做功,请说明理由.如果做了功,求浮力做功的功率.
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如图1为小颖同学设计的电热水器的原理图,该电热水器具有加热、保温功能.图1中电磁继电器(线圈电阻不计)、热敏电阻R、保护电阻R
、电压恒为6V的电源U
1、导线等组成控制电路.当电磁铁线圈中的电流I<10mA时,继电器上方触点和触点c接通;当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时,电磁铁的衔铁被吸下,继电器下方触点和触点a、b接通.热敏电阻中允许通过的最大电流I
=15mA,其电阻R随温度变化的规律如图2,热敏电阻和加热电路中的三只电阻R
1、R
2、R
3均置于储水箱中.已知R
1=33Ω、R
2=66Ω、R
3=154Ω、U
2=220V.
(1)衔铁被吸下时,加热电路的总电阻是多大?
(2)保温状态下,若加热电路的发热功率等于热水器散热功率的80%,求10分钟内热水器散失的热量;
(3)为使控制电路正常工作,保护电阻R
的阻值至少为多大?若R
为该值,衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少?
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