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某同学利用业余时间为工厂设计了一个测定机器转动角速度的装置,如图所示.A为一金属...

某同学利用业余时间为工厂设计了一个测定机器转动角速度的装置,如图所示.A为一金属小球,质量为m,电阻不计.水平光滑的均匀滑杆PN由合金材料制成,电阻不能忽略,PA与电路相连接,电源电动势为ε,内阻不计,限流电阻与杆PN的总电阻相等.连接小球的弹簧,由绝缘材料制成,弹簧的劲度系数为K.小球静止时恰好在滑杆PN的中点,当系统绕OO′轴匀速转动时,电压表的示数为U,试求此时系统转动的角速度ω.

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球做匀速圆周运动,弹簧的拉力提供向心力,根据胡克定律和向心力公式列式;电路中两电阻串联,根据闭合电路欧姆定律列式;最后联立求解. 【解析】 设杆PN电阻为R,系统转动时杆PA段的电阻为R 根据欧姆定律得: U1==ε  (1) U2=         (2) 设弹簧原长为l,则实际长度l(反映PN杆接入电路中的长度)为: l=             (3) 弹簧伸长量为: x=l-l                (4) 据胡克定律和牛顿第二定律得  Kx=mω2l (5) 由(1)(2)(3)(4)(5)式解得: ω=(6) 答:此时系统转动的角速度ω为.
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考点分析:
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20世纪60年代初期,美国科学家发现了“记忆合金”.“记忆合金”不同于一般的金属,它和有生命的生物一样,具有较强的“记忆性”,它能“记”住自己原来的形状.某人用一种记忆合金制成了太阳灶,为了便于储存和运输,在温度较低时将太阳灶压缩成了一个体积较小的球.使用时在太阳光的强烈照射下又恢复成了伞状.恢复形状后的太阳灶正对着太阳,它的半径为R,已知太阳的辐射功率(太阳每秒辐射出的能量)为P,由于大气层的反射和吸收,太阳能只有manfen5.com 满分网到达地面.若把太阳光看成是频率为v的单色光,太阳中心到地面的距离为L,则这个太阳灶每秒钟能接收多少个光子?(普朗克常量为h)
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①试求阀门K1刚被推开时,气室内空气的压强; 
②若这一过程航标灯得到的功率为2.0×103W,涡轮机及发电机的总效率为80%,求空气对涡轮机所做的功.

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U/A0.600.700.800.901.01.1
I/A0.180.210.250.270.300.33

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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