2013年12月14日中国造的“玉兔号”月球车成功降落于月球上。月球车质量140千克,以太阳能为能源,能够耐受月球表面真空、强辐射、摄氏零下180度到零上150度极限温度等极端环境。月球车具备20度爬坡、20厘米越障能力,并配备有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达、粒子激发X射线谱仪等科学探测仪器。月球的吸引力是地球的六分之一,每个车轮与月球表面接触面积为50cm2,表面土壤非常松软,凹凸不平,有石块、有陨石坑,还有陡峭的高坡。在这种环境中,月球车既不能打滑,更不能翻车。
目前已在月球上度过了3个月,超出了设计寿命。它现在处于月夜休眠期,人们期待其接下来继续优秀的月面探险表现,同时也牵挂着它的安危。(g=10N/kg)
(1)假设你是一名航天员,驾驶飞船登上月球.如果你手边有一只灵敏电流表、一根直导体和导线若干,想探测月球表面附近是否有磁场,下列方案中合理的是( )
A.直接将电流表置于月球表面附近,若电流表的示数为零,可判断月球表面无磁场
B. 用导线将电流表、直导体连接起来,使直导体在月球表面附近沿某一方向运动时,若电流表的示数为零,则可判断月球表面附近无磁场
C.用导线将电流表、直导体连成闭合回路,使直导体在月球表面附近沿某一方向运动时,若电流表的示数为零,则可判断月球表面无磁场
D. 用导线将电流表、直导体连成闭合回路,使直导体在月球表面附近沿各个方向运动时,若发现电流表的示数有时不为零,则可判断月球表面附近有磁场
(2)月球车的动力装置一般选用电动机而不是内燃机,请你说说为什么?
(3)某中学的几个航天迷设计了一个月球车的模型,其中电路部分选用12 V的蓄电池作电源,额定电压均为6 V的电动机和灯泡分别用作动力装置和照明光源.设计的电路如图所示,请你说出其电路设计中不科学的地方.(要求说出两点)
(4)如图所示,当月球平稳地行走在月球上时,求月球车对月球表面的压强。
(5)报道,我国某科研单位研究制的太阳能月球车(研制过程的样品),它上面的太阳能接收板的有效面积为S=4m2,太阳晴朗且接收板对着太阳时,每平方米面积上能接收到太阳的功率为P0=1kW,太阳能电池产生的电压为U=120V,可供电动机正常工作的电流为I=8A.那在电动机正常工作时,太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多大?
(6)如果上述月球车中的电动机正常工作时,将电能转化为机械能的效率是75%,且该车沿水平路面匀速直线行驶时所获得的牵引力是180N,则该车匀速行驶时的速度是多大?