(本小题满分12分)如图所示为自动灌溉的喷射装置的截面图。主要由水泵、 喷嘴竖直细输水管和喷头组成。喷头的喷嘴离地面高度为 h,喷嘴的长度为 r,水泵启动后,水从水池通过输水管道压到喷嘴并沿水平方向喷出,在地面上的落点与输水管道中心的水平距离为R,此时喷嘴每秒中喷出的水的质量为m,忽略水池中水泵与地面的高度差,不计水进入水泵时的速度以及空气阻力,重力加速度为g。(1)求水从喷嘴喷出时的速度v和水泵的输出功率p;(2)若要浇灌离输出管道中心2R处的蔬菜,求此时水泵的输出功率p1。
如图所示,相互平行的两根金属导轨竖直放置,导轨间距l=20cm,两导轨顶端连接一开关S。导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦,ab的电阻R=0.4Ω,质量m =10g。整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度B=1T。当ab棒由静止释放t = 0.8s后,突然接通开关S。不计导轨电阻,不计空气阻力,设导轨足够长。g取10m/s2。求: (1)ab棒的最大速度vm; (2)ab棒的最终速度vt。
)在如图1所示的电路中,螺线管匝数n = 1500匝,横截面积S = 20cm2。螺线管导线电阻r = 0.60Ω,R1 = 4.0Ω,R2 = 6.0Ω。穿过螺线管的磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图2所示。求: (1)螺线管中产生的感应电动势E; (2)电路中的总电流I; (3)电阻R1、R2消耗的总电功率P。
如图1所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,波速为v = 80m/s。P、S、Q是波传播方向上的三个质点,已知距离PS = 0.4m、SQ = 0.2m。在t = 0的时刻,波源P从平衡位置(x = 0,y = 0)处开始向上振动(y轴正方向),振幅为15cm,振动周期T = 0.01s。 (1)求这列简谐波的波长λ ; (2)在图2中画出质点P的位移—时间图象(在图中标出横轴的标度,至少画出一个周期); (3)在图3中画出波传到Q点时的波形图(在图中标出横轴的标度)。
如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直。线圈匝数为n,电阻为r,长为1,宽为2,角速度为ω。磁场的磁感应强度为B。线圈两端外接电阻为R的用电器,和一个理想交流电流表。求: (1)线圈中产生的最大感应电动势Em; (2)电流表的读数I。
如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷,M点为斜面上的最低点,D点为O点在斜面上的垂足,N点为斜面上另一点,且OM=ON。带负电的小物体以初速度5m/s从M点沿斜面上滑,到达N点时速度恰好为零,然后又滑回到M点,速度变为3m/s.若小物体电荷量保持不变,可视为点电荷。 (1)带负电的小物体从M向N运动的过程中电势能如何变化?电场力共做了多少功? (2)N点的高度h为多少? (3)若物体第一次到达D点时的速度为4m/s,求物体第二次到达D点时的速度。