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如圖8-20所示,截面積為S的汽缸水平放置,活塞左側封閉有氣體,大氣壓強為p0,活塞與汽缸壁間密合而無摩擦.現加一水平向右的拉力F拉活塞,使封閉的氣體體積恰好增加2倍,保持溫度不變,則拉力F的大小為多少?

圖8-20


解析:

當氣體狀態穩定時，對活塞進行受力分析如圖7所示.設此時氣體的壓強為p，據質點平衡條件有F+pS=p0S                                                           ①

圖7

對被封閉的氣體，設活塞拉動前氣柱長為l.

拉活塞前：p1=p0，V1=lS

拉活塞后：p2=p，V2=3lS

由玻意耳定律：p1V1=p2V2，

即p0lS=p·3lS.                                                                  ②

由②式得.

代入①式得.

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

磁流體推進船的動力來源于電流與磁場間的相互作用.圖4-22是在平靜海面上某實驗船的示意圖，磁流體推進器由磁體、電極和矩形通道（簡稱通道）組成.

        

圖4-22                                                         圖4-23

如圖4-23所示，通道尺寸a=2.0 m、b=0.15 m、c=0.10 m.工作時，在通道內沿z軸正方向加B=8.0 T的勻強磁場；沿x軸負方向加勻強電場，使兩金屬板間的電壓U=99.6 V;海水沿y軸方向流過通道.已知海水的電阻率ρ=0.20 Ω·m.

（1）船靜止時，求電源接通瞬間推進器對海水推力的大小和方向；

（2）船以vs=5.0 m/s的速度勻速前進.若以船為參考系，海水以5.0 m/s的速率涌入進水口，由于通道的截面積小于進水口的截面積，在通道內海水速率增加到vd=8.0 m/s.求此時兩金屬板間的感應電動勢U感；

（3）船行駛時，通道中海水兩側的電壓按U′=U-U感計算，海水受到電磁力的80%可以轉化為對船的推力.當船以vs=5.0 m/s的速度勻速前進時，求海水推力的功率.

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科目：高中物理 來源： 題型：

磁流體推進船的動力來源于電流與磁場間的相互作用.如圖16-31所示是在平靜海面上某實驗船的示意圖，磁流體推進器由磁體、電極和矩形通道(簡稱通道)組成.

圖16-31

如圖16-32所示，通道尺寸a=2.0 m、b=0.15 m、c=0.10 m.工作時，在通道內沿z軸正方向加B=8.0 T的勻強磁場；沿x軸負方向加勻強電場，使兩金屬板間的電壓U=99.6 V；海水沿y軸方向流過通道.已知海水的電阻率ρ=0.20 Ω·m.

圖16-32

(1)船靜止時，求電源接通瞬間推進器對海水推力的大小和方向；

(2)船以vS=5.0 m/s的速度勻速前進.若以船為參考系，海水以5.0 m/s的速度涌入進水口，由于通道的截面積小于進水口的截面積，在通道內海水速率增加到vd=8.0 m/s.求此時兩金屬板間的感應電動勢U感；

(3)船行駛時，通道中海水兩側的電壓按U′=U-U感計算，海水受到電磁力的80%可以轉化為對船的推力.當船以vS=5.0 m/s 的速度前進時，求海水推力的功率.

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科目：高中物理 來源： 題型：

磁流體推進船的動力來源于電流與磁場間的相互作用.圖8-1-38是在平靜海面上某實驗船的示意圖，磁流體推進器由磁體、電極和矩形通道（簡稱通道）組成.

圖8-1-38

圖8-1-39

如圖8-1-39所示，通道尺寸a＝2.0 m、b＝0.15 m、c＝0.10 m.工作時，在通道內沿z軸正方向加B＝8.0 T的勻強磁場；沿x軸負方向加勻強電場，使兩金屬板間的電壓U＝99.6 V；海水沿y軸方向流過通道.已知海水的電阻率ρ＝0.20 Ω·m.

（1）船靜止時，求電源接通瞬間推進器對海水推力的大小和方向；

（2）船以v＝5.0 m/s的速度勻速前進.若以船為參考系，海水以5.0 m/s的速率涌入進水口，由于通道的截面積小于進水口的截面積，在通道內海水速率增加到＝8.0 m/s，求此時兩金屬板間的感應電動勢；

（3）船行駛時，通道中海水兩側的電壓按計算，海水受到電磁力的80%可以轉化為對船的推力.當船以v＝5.0 m/s的速度勻速前進時，求海水推力的功率.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1-2-8(a)所示的螺線管,匝數n=1 500匝,橫截面積S=20 cm2,電阻r=1.5 Ω,與螺線管串聯的外電阻R1=3.5 Ω,R2=25 Ω,方向向右,穿過螺線管的勻強磁場的磁感應強度按圖(b)所示規律變化,試計算電阻R2的電功率.

圖1-2-8

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