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4.我国大功率交流传动机车自主研制取得关键性突破,为火车提速提供了有力保障.假定阻力与速度的平方成正比,提速前某机车以250km/h的速度行驶时,牵引功率为4800kW,试探究速度提到320km/h,机车功率应提高到多大?

分析 因为机车做匀速直线运动,处于平衡状态,牵引力等于阻力,知道机车所受阻力与速度的平方成正比,可求牵引力之比,再根据公式P=Fv求两种车速下的机车的牵引力功率之比.

解答 解:已知列车匀速行驶时所受阻力与速度平方成正比,即f=kv2
当列车在水平轨道上匀速行驶时,牵引力等于阻力,即F=f=kv2
所以由功率公式P=Fv=kv3,所以当列车分别以250km/h和320km/h的速度在水平轨道上匀速行驶时,
P1:P2=k(250km/h)3:k(320km/h)3=0.477
假定阻力与速度的平方成正比,提速前某机车以250km/h的速度行驶时,牵引功率为4800kW,
所以P2=10066kW,
答:机车功率应提高到10066kW.

点评 对于这类求解机车牵引力功率的问题,经常用到公式P=Fv,所以在选择功率公式时很重要.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

14.一半径为R的圆筒的横截面如图所示,其圆心为O.筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N,M、N板接在如图所示的电路中,电源内阻为r0,定值电阻阻值为R1.当滑动变阻器R连入电路的电阻为0.质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的P处由静止释放,经N板的小孔S沿半径SO方向射入磁场中,粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从S孔射出,设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失,且电荷量保持不变,在不计重力的情况下,
(1)求M、N间电场强度E的大小和电源电动势E0的大小;
(2)保持M、N的距离不变,移动滑动变阻器的滑片,粒子仍从M板边缘的P处由静止释放,粒子进入圆筒与圆筒发生多次碰撞转一周后仍从S孔射出,求滑动变阻器连入电路的电阻R0应满足的关系.

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15.如图所示,有两根光滑平行的足够长的金属导轨MN,PQ与水平方向成θ角(0<θ<90°).滑动变阻器接在两导轨之间,总阻值R,导轨的宽度为L,空间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,一根质量为m的金属杆ab从导轨下端以一定的初速度v0沿导轨上滑,金属杆返回导轨底端时的速度为v,金属杆与导轨始终接触良好,不计金属杆ab及导轨电阻,则(  )
A.金属杆沿导轨方向上滑和下滑过程中均做匀变速运动,但加速度大小不同
B.金属杆上滑过程中重力做功的平均功率小于下滑过程中重力做功的平均功率
C.金属杆上滑过程中滑动变阻器中产生的热量比金属杆下滑过程中滑动变阻器中产生的热量多
D.调节滑动变阻器R可使金属杆在导轨底端时的速度大小v=v0

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12.如图所示,将一长方体铝板放在水平绝缘地面上,铝板宽为d,高为h,在铝板所在的空间加上一垂直铝板前后表面的磁感应强度为B的匀强磁场,在铝板的左右表面加一电压,使其形成水平的电流I,稳定时,若在上下表面间接一电压表,其读数为U,则(  )
A.达到稳定前,铝板内的自由电子向上表面聚集
B.稳定时铝板下表面的电势低
C.若仅将铝板的宽度变为$\frac{d}{2}$,则稳定时电压表的读数为$\frac{U}{2}$
D.若仅将铝板的电流变为$\frac{I}{2}$,则稳定时电压表的读数为$\frac{U}{2}$

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19.由粗细相同、同种材料制成的A、B两线圈,分别按图甲、图乙两种方式放入匀强磁场中,甲、乙两图中的磁场方向均垂直于线圈平面,A、B线圈的匝数比为2:1.半径之比为2:3,当两图中的磁场都随时间均匀变化时,(  )
A.甲图中,A、B两线圈中电动势之比为2:3
B.甲图中,A、B两线圈中电流之比为3:2
C.乙图中,A、B两线圈中电动势之比为8:9
D.乙图中,A、B两线圈中电流之比为2:3

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9.如图所示,上、下表面平行的玻璃砖的厚度为d,长度为L,下表面为镀银反射面,一束激光从上表面AB的中点射入,入射角为i,恰好从A点射出,光在真空中的光速为c,求:
(1)玻璃砖的折射率;
(2)光在玻璃砖中传播的时间.

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3.物体以某一初速度从粗糙斜面的底端沿斜面上滑,物体滑到最高点后又返回抛出点,则下列说法中正确的是(  )
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B.上滑过程中摩擦力的冲量与下滑过程中摩擦力的冲量大小相等
C.上滑过程中弹力的冲量等于下滑过程中弹力的冲量
D.上滑过程中合外力的冲量与下滑过程中合外力的冲量方向相同

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20.如图所示为一交流电压随时间变化的图象,每个周期内,前三分之一周期电压按正弦规律变化,后三分之二周期电压恒定.根据图中数据可得,此交流电压的有效值为(  )
A.7.5VB.2$\sqrt{15}$VC.8VD.3$\sqrt{13}$V

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1.下列关于感应电动势的说法中正确的是(  )
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