【題目】磁流體發(fā)電具有結(jié)構(gòu)簡單、啟動快捷、環(huán)保且無需轉(zhuǎn)動機械等優(yōu)勢。如圖所示，是磁流體發(fā)電機的簡易模型圖，其發(fā)電通道是一個長方體空腔，長、高、寬分別為l、a、b，前后兩個側(cè)面是絕緣體，上下兩個側(cè)面是電阻可忽略的導體電極，這兩個電極通過開關(guān)與阻值為R的某種金屬直導體MN連成閉合電路，整個發(fā)電通道處于勻強磁場中，磁感應強度的大小為B，方向垂直紙面向里。高溫等離子體以不變的速率v水平向右噴入發(fā)電通道內(nèi)，發(fā)電機的等效內(nèi)阻為r，忽略等離子體的重力、相互作用力及其他因素。

(1)求該磁流體發(fā)電機的電動勢大小E；

(2)當開關(guān)閉合后，整個閉合電路中就會產(chǎn)生恒定的電流。

a．要使等離子體以不變的速率v通過發(fā)電通道，必須有推動等離子體在發(fā)電通道內(nèi)前進的作用力。如果不計其它損耗，計算這個推力的功率PT；

b．若以該金屬直導體MN為研究對象，由于電場的作用，金屬導體中自由電子定向運動的速率增加，但運動過程中會與導體內(nèi)不動的粒子碰撞從而減速，因此自由電子定向運動的平均速率不隨時間變化。設該金屬導體的橫截面積為S，電阻率為ρ，電子在金屬導體中可認為均勻分布，每個電子的電荷量為e。求金屬導體中每個電子所受平均阻力的大小f。

【答案】(1)；(2)，

【解析】

(1)當外電路斷開時，極板間的電壓大小等于電動勢。此時，發(fā)電通道內(nèi)電荷量為q的離子受力平衡。有

可得

(2)a．當電鍵閉合，由歐姆定律可得

該電流在發(fā)電通道內(nèi)受到的安培力大小為

要使等離子體做勻速直線運動，所需的推力為

推力F的功率為

聯(lián)立可得

b．設金屬導體的長度為d，電阻為R，由電阻定律得

金屬導體兩端的電壓為

金屬導體內(nèi)的電場可看作勻強電場，設場強大小為E，則

電子在金屬導體內(nèi)勻速直線運動，阻力等于電場力，則

又

聯(lián)立可得

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根光滑平行金屬導軌固定在傾角為30°的斜面上，導軌間距為L，導軌下端連接一個阻值為R 的定值電阻，空間中有一磁感應強度大小為B、方向垂直導軌所在斜面上的勻強磁場。在斜面上平行斜面固定一個輕彈簧，彈簧勁度系數(shù)為k，彈簧上端與質(zhì)量為m、電阻為r、長為L 的導體桿相連，桿與導軌垂直且接觸良好。導體桿中點系一輕細線，細線平行斜面，繞過一個光滑定滑輪后懸掛一個質(zhì)量也為m 的物塊。初始時用手托著物塊，導體桿保持靜止，細線伸直，但無拉力。釋放物塊后，下列說法正確的是（ ）

A. 釋放物塊瞬間導體桿的加速度為g

B. 導體桿最終將保持靜止，在此過程中電阻R 上產(chǎn)生的焦耳熱為

C. 導體桿最終將保持靜止，在此過程中細線對導體桿做功為

D. 導體桿最終將保持靜止，在此過程中流過電阻R 的電荷量為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖。砂和砂桶的總質(zhì)量為，小車和砝碼的總質(zhì)量為M。實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小。

（1）實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行接下來還需要進行的一項操作是_________

A.將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動。

B.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動。

C.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨龋啡ゼ垘б约吧昂蜕巴�，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動。

（2）如圖是實驗中得到的一條紙帶， A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出。量出相鄰的計數(shù)點之間的距離如圖所示可求得打下D點時小車運動的速度為______，小車的加速度a=_______m/s2 。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，疊放在水平轉(zhuǎn)臺上的物體A、B、C能隨轉(zhuǎn)臺一起以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，A、B、C的質(zhì)量分別為3m、2m、m，A與B、B和C與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)都為μ，A和B、C離轉(zhuǎn)臺中心的距離分別為r、1.5r。設本題中的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。以下說法正確的是

A. B對A的摩擦力一定為3μmg B. B對A的摩擦力一定為3mω2r

C. 轉(zhuǎn)臺的角速度一定滿足 D. 轉(zhuǎn)臺的角速度一定滿足

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)要較準確地測量量程為0 ~ 3V、內(nèi)阻大約為3kΩ的電壓表V1的內(nèi)阻RV，實驗室提供的器材如下：

電流表A1（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）

電流表A2（量程0～1mA，內(nèi)阻約100Ω）

電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）；

定值電阻R1（阻值200Ω）；

定值電阻R2（阻值2kΩ）；

滑動變阻器R3（最大阻值100Ω，最大電流1.5A）

電源E1（電動勢6V，內(nèi)阻約0.5Ω）

電源E2（電動勢3V，內(nèi)阻約0.5Ω）；

開關(guān)S，導線若干

(1)選用上述的一些器材，甲、乙兩個同學分別設計了圖甲、乙兩個電路。

在圖甲的電路中，電源選擇E1，則定值電阻R應該選擇__________；在圖乙的電路中，電源選擇E2，電流表應該選擇___________。（填寫對應器材的符號）

(2)根據(jù)圖甲電路，多次測量得到多組電手表V1和V2的讀數(shù)U1、U2，用描點法得到U1-U2圖象，若圖象的斜率為k1，定值電阻的阻值為R，則電壓表V1的內(nèi)阻RV= ______________；根據(jù)圖乙電路，多次測量得到多組電壓表V1和電流表A的讀數(shù)U1'、I，用描點法得到可U1′-I圖象，若圖象的斜率為k2，則電壓表V1的內(nèi)阻RV′= ______________。（用題中所給字母表示）

(3)從實驗中各電表讀數(shù)對測量精度影響的角度分析，用圖_________（填“甲”或“乙”）電路較好。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的圓弧管固定在豎直平面內(nèi)，圓弧的半徑r為0.2m，在圓心O處固定一個電荷量為﹣1.0×10﹣9C的點電荷．質(zhì)量為0.06kg、略小于圓管截面的帶電小球，從與O點等高的A點沿圓管內(nèi)由靜止運動到最低點B，到達B點小球剛好與圓弧沒有作用力，然后從B點進入板距d=0.08m的兩平行板電容器后剛好能在水平方向上做勻速直線運動，且此時電路中的電動機剛好能正常工作．已知電源的電動勢為12V，內(nèi)阻為1Ω，定值電阻R的阻值為6Ω，電動機的內(nèi)阻為0.5Ω．求（取g=10m/s2，靜電力常量k=9.0×109Nm2/C2）

（1）小球到達B點時的速度；

（2）小球所帶的電荷量；

（3）電動機的機械功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法中正確的是（　　）

A.物體從單一熱源吸收的熱量可以全部用于做功

B.溫度相同時，分子質(zhì)量不同的兩種氣體，其分子平均動能一定相同

C.吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加

D.若兩分子間距離增大，分子勢能一定增大

E.若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲車以6 m/s速度做勻速直線運動，經(jīng)過乙車時，乙車由靜止開始以3 m/s2的加速度做勻加速直線運動，兩車的運動方向相同。求：

(1)乙車出發(fā)后經(jīng)多長時間可追上甲車？此時它們離出發(fā)點多遠？

(2)在乙車追上甲車之前，兩車距離的最大值是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場強度大小和極板所帶的電荷量分別用d、U、E和Q表示。下列說法正確的是

A.保持U不變，將d變?yōu)樵瓉淼膬杀叮瑒tE變?yōu)樵瓉淼囊话?/span>

B.保持E不變，將d變?yōu)樵瓉淼囊话�，則U變?yōu)樵瓉淼膬杀?/span>

C.保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉淼膬杀叮瑒tU變?yōu)樵瓉淼囊话?/span>

D.保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉淼囊话�，則E變?yōu)樵瓉淼囊话?/span>

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