1.流量是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)管道橫截面的流體體積,在生活中經(jīng)常需要測(cè)量流量來(lái)解決實(shí)際問題。
(1)環(huán)保人員在檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)一根排污管正在向外滿口排出大量污水,如圖1所示。他測(cè)出水平管口距落點(diǎn)的豎直高度為h,管口的直徑為d,污水落點(diǎn)距管口的水平距離為l。重力加速度為g。請(qǐng)根據(jù)這些測(cè)量量估算:
a.污水離開管口時(shí)的速度大小v;
b.排出污水的流量Q。
(2)電磁流量計(jì)可以快速、方便地測(cè)量導(dǎo)電流體(如污水、自來(lái)水等)的流量,其簡(jiǎn)化示意圖如圖2所示,它是一段橫截面為長(zhǎng)方形的管道,其中空部分的長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c,流量計(jì)的左右兩端與輸送流體的管道相連接(如虛線所示),其上下兩面是金屬材料,前后兩面是絕緣材料。流量計(jì)處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于前后兩面。流量計(jì)的上、下兩表面分別與電壓表的兩端相連接(圖中未畫),當(dāng)污水滿管通過(guò)流量計(jì)時(shí),電壓表就會(huì)顯示讀數(shù)。
a.求電壓表示數(shù)為U時(shí)管道中的污水流量Q。
b.某同學(xué)想利用電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)便于調(diào)節(jié)的澆花裝置。如圖3所示,花壇中緊密擺放著相同的花盆,它們由內(nèi)向外以O(shè)為圓心擺放在半徑不同的圓周上。在圓心O處安裝一個(gè)豎直的輸水管,管的末端安裝一個(gè)可以水平360°自動(dòng)勻速旋轉(zhuǎn)的噴水龍頭,其旋轉(zhuǎn)周期T可調(diào)。該同學(xué)把圖2中的電磁流量計(jì)安裝在龍頭的末端,作為水平噴口,并且通過(guò)改進(jìn)使電磁流量計(jì)的邊長(zhǎng)b大小可調(diào)(其他參數(shù)不變)。如果龍頭噴出水的流量Q是恒定的,為了使龍頭旋轉(zhuǎn)每周每個(gè)花盆的澆水量相同,當(dāng)澆灌半徑由R
1增大到R
2時(shí),需要調(diào)節(jié)b和T。不計(jì)水噴出時(shí)旋轉(zhuǎn)方向的速度,求調(diào)節(jié)前后的電壓表的示數(shù)之比
及龍頭旋轉(zhuǎn)的周期之比
。