Question

節(jié)水噴灌系統(tǒng)已經(jīng)在我國很多地區(qū)使用。某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示，噴口距離地面的高度，能沿水平方向旋轉(zhuǎn)，水可沿水平方向噴出，噴水的最大速率，每秒噴出水的質(zhì)量。所用的水是從井下抽取的，井中水面離地面的高度，并一直保持不變。水泵由電動機(jī)帶動，電動機(jī)電樞線圈電阻。電動機(jī)正常工作時，電動機(jī)的輸入電壓，輸入電流。不計電動機(jī)的摩擦損耗，電動機(jī)的輸出功率等于水泵所需要的最大輸入功率。水泵的輸出功率與輸入功率之比稱為水泵的抽水效率。
（計算時可取3，球體表面積公式）

（1）求這個噴灌系統(tǒng)所能噴灌的最大面積；
（2）假設(shè)系統(tǒng)總是以最大噴水速度工作，求水泵的抽水效率；
（3）假設(shè)系統(tǒng)總是以最大噴水速度工作，在某地區(qū)需要用蓄電池將太陽能電池產(chǎn)生的電能存儲起來供該系統(tǒng)使用，根據(jù)以下數(shù)據(jù)求所需太陽能電池板的最小面積。
已知：太陽光傳播到達(dá)地面的過程中大約有％的能量損耗，太陽輻射的總功率，太陽到地球的距離，太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為％，蓄電池釋放電能的效率約為％。

Answer 1

（1）（2）  （3）                            

（1）（6分）水從噴口噴出后做平拋運動
下落高度：                           （2分）
最大水平位移：                    （2分）
噴灌面積：                    （2分）
（2）（6分）電動機(jī)的輸入功率： （1分）
電動機(jī)的熱功率：              （1分）
水泵的輸入功率等于電動機(jī)的輸出功率：    （1分）
水泵的輸出功率： （1分）
     可求得         （1分）
水泵效率：              （1分）
（3）（8分）
解答：電池板最小面積接收太陽能的功率： （3分）
電池板接收太陽能轉(zhuǎn)化為電能的功率： （3分）
聯(lián)立以上二式得：                            （2分）
（或直接由：，代入數(shù)據(jù)得：）
（若取3.14，則同樣給分）