电磁阀
电磁阀是一种利用电磁装置控制流体自动化的元件,由于其反映速度快、效率高而被广泛应用在工业控制和液压机中。电磁阀的工作原理是通过电流控制内部铁芯起伏实现阀门开关,从而调节液体(如油等)流动的方向、流量和流速的大小。
如图甲所示是某兴趣小组利用电源、螺线管、铁芯、弹簧等材料制作的简易电磁阀。开关闭合时,螺线管中通过电流产生磁场,铁芯受到磁场力的作用上升,弹簧被压缩,此时电磁阀打开,液体流过导管。当开关断开后,铁芯下降,电磁阀关闭,液体不能通过导管流出。
潜水艇
潜水艇是一种能潜入水下活动的舰艇,结构复杂、工艺精细,潜水艇的制造能力代表着一个国家的综合工业水平,现代潜水艇的艇体一般由双层船壳构成,外层与海水接触,内层为坚硬的耐压壳。潜水艇在上浮和下潜时,其体积是一定的。两层船壳之间有水柜,在控制潜水艇上浮和下潜的过程中,起主要作用的是主水柜,从艇艏(艇头)到艇艉(艇尾)设有许多隔板,把主水柜分成了许多不相通的部分,每一部分的结构都如图所示,顶部分别装有一个接高压空气的阀门和一个与外部相通的阀门1(称作通气阀门),下端还装有一个与外部相通的阀门2(称作通海阀门),利用三个阀门关闭与打开的不同组合,就可以改变水柜中的水量,实现潜水艇的上浮与下潜。例如,打开高压空气阀门(其他阀门处于恰当状态),向水柜内注入高压空气时,可以将水柜内的海水从相关阀门排出,潜水艇将上浮。
请结合上述材料,回答下列问题:
水上漂浮房
如图甲所示为科技人员设计的一种可移动式水上漂浮房,它具有冬暖夏凉的有点,不仅为人们到海滨旅游提供了方便,而且节约了能源、减少了对环境的污染。图中漂浮房的屋顶安装了太阳能电池板,接受太阳能的功率为9.0×103W,电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮房前进所需的能量,使漂浮房在平静的水面上能以恒定功率沿直线运动,运动过程中受到的阻力不变。现有一位中学生从岸上进入漂浮房参观体验,发现从某一时刻开始,漂浮房受到水平方向的牵引力F随时间运动t的变化关系如图乙所示,t=20s后,漂浮房以2.5m/s的速度做匀速直线运动。