(9分)由于受地球信風帶和盛行西風帶的影響,海洋中一部分海水做定向流動,稱為風海流,風海流中蘊藏著巨大的動力資源。因為海水中含有大量的帶電離子,這些離子隨風海流做定向運動,如果有足夠強的磁場能使海流中的正、負離子發(fā)生偏轉(zhuǎn),便可用來發(fā)電。圖11為一利用風海流經(jīng)典的磁流體發(fā)電機原理示意圖,用絕緣材料制成一個橫截面為矩形的管道,在管道的上、下兩個內(nèi)表面裝有兩塊金屬板M、N,金屬板長為,寬為,兩板間的距離為,將管道沿風海流方向固定在風海流中,在金屬板之間加一水平勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為,方向由南向北,用導(dǎo)線將M、N外側(cè)連接電阻為的航標燈(圖中未畫出)。工作時,海水從東向西流過管道,在兩金屬板之間形成電勢差,可以對航標燈供電,設(shè)管道內(nèi)海水的流速處處相同,且速率恒為,海水的電阻率為,海水所受摩擦力與流速成正比,比例系數(shù)為。
(1)求磁流體發(fā)電機電動勢的大小,并判斷M、N兩板哪個板電勢較高;
(2)由于管道內(nèi)海水中有電流通過,磁場對管道內(nèi)海水有力的作用,求此力的大小和方向;
(3)求在時間內(nèi)磁流體發(fā)電機消耗的總機械能。
 
(1),N板的電勢高
(2),方向與方向相反(水平向東)
(3)
(9分)(1)磁流體發(fā)電機電動勢…………(1分)
用左手定則判斷出正離子向N板偏轉(zhuǎn),因此N板的電勢高…………(1分)
(2)兩板間海水的電阻,回路中的電流…………(1分)
磁場對管道內(nèi)海水的作用力
解得:…………(1分)
方向與方向相反(水平向東)…………(1分)
(3)在時間內(nèi)管道中海水移動的距離為…………(1分)
時間內(nèi)克服摩擦阻力的功,克服磁場力做功…………(1分)
時間內(nèi)磁流體發(fā)電機消耗的總機械能:)…………(2分)
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

如圖6-13所示是等離子體發(fā)電機的示意圖,磁感應(yīng)強度為B,兩板間距離為d,要使輸出電壓為U,則等離子的速度為_______,a是電源的_______極.

圖6-13

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖,xOy平面內(nèi)的圓O′與y軸相切于坐標原點O.在該圓形區(qū)域內(nèi),有與y軸平行的勻強電場和垂直于圓面的勻強磁場.一個帶電粒子(不計重力)從原點O沿x軸進入場區(qū),恰好做勻速直線運動,穿過場區(qū)的時間為T0.若撤去磁場,只保留電場,其他條件不變,該帶電粒子穿過場區(qū)的時間為T0/2.若撤去電場,只保留磁場,其他條件不變,求該帶電粒子穿過場區(qū)的時間.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

電磁炮是利用磁場對電流的作用力,把電能轉(zhuǎn)變成機械能,使炮彈發(fā)射出去的.如圖所示,把兩根互相平行的長直銅制軌道放在磁場中,軌道之間擱有長為l、質(zhì)量為M的金屬架,金屬架上安放質(zhì)量為m的炮彈.當有電流I1通過軌道和金屬架時,炮彈與金屬架整個在磁場力的作用下,獲得速度v1時刻的加速度為a;當有大的電流I2通過軌道和炮彈時,炮彈最終以最大速度v2脫離金屬架并離開軌道,則垂直于軌道平面的磁感應(yīng)強度B為多大?(設(shè)金屬架與炮彈在運動過程中所受的總阻力與速度的平方成正比)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,在正交的勻強電場和磁場的區(qū)域內(nèi)(磁場水平向內(nèi)),有一離子恰能沿直線飛過此區(qū)域(不計離子重力)( 。
A.若離子帶正電,E方向應(yīng)向下
B.若離子帶負電,E方向應(yīng)向上
C.若離子帶正電,E方向應(yīng)向上
D.不管離子帶何種電,E方向都向下

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,P、Q是兩個等量異種點電荷,MN是它們連線的中垂線,在垂直紙面的方向上有磁場.如果某正電荷以初速度v0沿中垂線MN運動,不計重力,則( 。
A.若正電荷做勻速直線運動,則所受洛倫茲力的大小不變
B.若正電荷做勻速直線運動,則所受洛倫茲力的大小改變
C.若正電荷做變速直線運動,則所受洛倫茲力的大小不變
D.若正電荷做變速直線運動,則所受洛倫茲力的大小改變

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,平行板間的勻強電場范圍內(nèi)存在著與電場正交的勻強磁場,帶電粒子以速度v0垂直電場從P點射入平行板間,恰好做勻速直線運動,從Q飛出,忽略重力,下列說法正確的是( 。
A.磁場方向垂直紙面向里
B.磁場方向與帶電粒子的電性有關(guān)
C.帶電粒子從Q沿QP進入,也能做勻速直線運動
D.若粒子帶負電,以速度v1由P沿PQ射入,從Q′射出,則v1<v0

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,真空中存在豎直向上的勻強電場和水平向里的勻強磁場,一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的質(zhì)點恰能以速度v在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動,取t=0時質(zhì)點在軌跡最低點,且重力勢能為零,電勢能也為零,則質(zhì)點______時針(填“順”或“逆”)轉(zhuǎn)動,質(zhì)點機械能的變化量隨時間變化的關(guān)系式為△E=______.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖13-2-2所示為理想變壓器,三個燈泡L1L2、L3都標有“5V,5W”,L4標有“5V,10W”,若它們都能正常發(fā)光,則變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2ab間電壓應(yīng)為 ( )
A.2∶1,25VB.2∶1,20V
C.3∶2,15VD.1∶2,20V

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