【题目】生活中经常会看到流体(如空气、水等)的旋涡现象。例如风由于旗杆的阻碍而产生旋涡,旋涡又引起空气、旗帜、旗杆在垂直于风速方向上的振动,风速越大这种振动就越快。

1)利用旋涡现象可以测定液体的流速。如图甲所示(为截面图),旋涡发生体垂直于管道放置,在特定条件下,由于旋涡现象,液体的振动频率f与旋涡发生体的宽度D、液体的流速v有简单的正比或反比的关系。请结合物理量的单位关系写出频率fvD之间的关系式(比例系数可设为kk是一个没有单位的常量)

2)液体的振动频率可利用电磁感应进行检测。如图乙所示,将横截面直径为d的圆柱形金属信号电极垂直于流体流动方向固定于管道中,其所在区域有平行于信号电极、磁感应强度为B的匀强磁场,图丙为俯视的截面图。流体振动时带动信号电极在垂直于流速的方向上振动,若信号电极上的感应电动势e随时间t的变化规律如图丁所示,图中的EmT均为已知量。求流体的振动频率f以及信号电极振动的最大速率vm

3)为了探测电极产生的信号,关于检测元件的设计,有人设想:选用电阻率为ρ的某导电材料制成横截面积为S、半径为r的闭合圆环,某时刻在圆环内产生一瞬时电流,由于自感该电流会持续一段短暂的时间,以便仪器检测。已知电流在环内产生的磁场可视为均匀磁场,磁感应强度的大小与电流成正比,方向垂直于圆环平面。若圆环内的瞬时电流恰好经减为零(T为流体的振动周期),且此过程中电流的平均值与初始时刻的电流成正比。结合(1)问的结果,请推导rvρD以及S之间的关系。

 0  173049  173057  173063  173067  173073  173075  173079  173085  173087  173093  173099  173103  173105  173109  173115  173117  173123  173127  173129  173133  173135  173139  173141  173143  173144  173145  173147  173148  173149  173151  173153  173157  173159  173163  173165  173169  173175  173177  173183  173187  173189  173193  173199  173205  173207  173213  173217  173219  173225  173229  173235  173243  176998 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网