我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射系统包括电源、强迫储能装置、导轨和脉冲发生器等等。其工作原理如图所示,利用与飞机前轮连接的通电导体在两平行金属导轨的强电流产生的磁场中受安培力作用下加速获得动能。设飞机质量为m =1.8×104kg,起飞速度为v =70m/s,起飞过程所受平均阻力恒为机重的k =0.2倍,在没有电磁弹射器的情况下,飞机从静止开始起飞距离为l=210m;在电磁弹射器与飞机发动机(牵引力不变)同时工作的情况下,起飞距离减为。强迫储能装置提供瞬发能量,方案是利用电容器(电容量C极大)储存电能:W电=,如图是电容器的带电量q与极板间电压U的关系曲线,假设电容器释放全部电能等于安培力做的功,取g=10m/s2,求:
(1)飞机所受牵引力F的大小?
(2)试计算电磁弹射器安培力对飞机所做的功W为多少焦?
(3)电源对电容器充电电压U约为多少伏?
2011年以来我国高速公路发生多起有关客车相撞的严重交通事故,原因之一就是没有掌握好车距。据经验丰富的司机总结:在高速公路上,一般可按你的车速来确定与前车距离,如车速为80km/h,就应与前车保持80m的距离,以此类推。现有一辆客车以108km/h速度行驶,一般司机反应时间为0.5s,反应时间内视为匀速运动,刹车时最大加速度为6m/s2,求:
(1)若司机发现前车因故突然停车,则从司机发现危险到客车停止运动,该客车通过的最短路程?并说明按经验,车距保持108m是否可行?
(2)若客车超载,刹车最大加速度减为5m/s2;司机为赶时间而超速,速度达到144km/h;且晚上疲劳驾驶,反应时间增为1.5s,则从司机发现危险到客车停止运动,客车通过的最短路程?并说明经验是否可靠?
中国机器人农民发明家吴玉禄(被誉为中国的特斯拉)只有小学文化,为了给他的机器人吴老二找一个可充电电池,他在废品站找到了一个象电池一样有两个电极的装置,上面标有“TNT”等字样,他高兴地拿回去充电,结果差点丢了性命。如果你是他的儿女,为了安全起见,你能给他提出一些建议或帮助吗?
(1)经上网查找这是只工业电雷管,由电能转化成热能而引发爆炸的,利用了电流的热效应。给你一个多用电表你会选择 (直流电流,直流电压,电阻)挡来判断它是否为电池,可保证既安全又方便。
(2)经核实该电雷管全电阻值为6Ω,其中电热丝阻值为5Ω,引脚线长2m,阻值为1Ω,当通以0.45A电流时约6s钟爆炸,若吴玉禄用5.4V的电压给它充电时理论上约 s钟爆炸(危险)。
(3)某兴趣小组发扬吴玉禄精神,用伏安法设计了一实际精确测量上述单只电雷管电阻的电路.准备了以下实验器材:
待测电雷管Rx ,炸药桶(保护作用,防爆破)
电流表A1:量程0.5A 、内阻约0.5Ω
电流表A2:量程30mA、内阻约30Ω
电压表V1:量程30V、内阻约10 kΩ
电压表V2:量程2V、内阻约3kΩ
滑动变阻器R:0~10Ω 电阻箱R0:0~999.9Ω,0.1A
干电池E:电动势E=1.5V,内阻r约0.1Ω
电键S及导线若干,
① 请设计一个较合理的电路原理图,画在规定方框内,要求通过电雷管的电流不超过27mA,电压能从零调节,尽可能减小误差。
② 并写出Rx的计算公式Rx= ;说明公式中各物理量的意义:
。
“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图所示.
(1)进行该实验时,应控制好小车质量M与砝码盘和砝码总质量m的关系,使它们满足 的关系。
(2)某同学在实验中忘记平衡摩擦力,并做出了a-F图,其得到的图象是:( )
(3)该同学在实验中打出了一条纸带如图所示.计时器打点的时间间隔为0.02 s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离.则该小车的加速度a=________ m/s2.(结果保留三位有效数字)
如图所示,为一圆形区域的匀强磁场,在O点处有一放射源,沿半径方向射出速率为的不同带电粒子,其中带电粒子1从A点飞出磁场,带电粒子2从B点飞出磁场,不考虑带电粒子的重力.则( )
A.带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为3∶1
B.带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为∶1
C.带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为2∶1
D.带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为1∶2
如图所示,水平地面的上空有一架飞机在进行投弹训练,飞机沿水平方向做匀加速直线运动.当飞机飞经观察点B点正上方A点时投放一颗炸弹,经时间T炸弹落在观察点B正前方L1处的C点,与此同时飞机投放出第二颗炸弹,最终落在距观察点B正前方L2处的D点,且L2=3L1,空气阻力不计.以下说法正确的有( )
A.飞机第一次投弹的速度为3L1/T
B.飞机第二次投弹时的速度为2L1/T
C.两次投弹时间间隔T内飞机飞行距离为4L1/3
D.飞机水平飞行的加速度为L1/T2