Question

由于受地球信風(fēng)帶和盛西風(fēng)帶的影響，在海洋中形成一種河流稱為海流，海流中蘊藏著巨大的動力資源．據(jù)統(tǒng)計，世界大洋中所有海洋的發(fā)電能力達10⁹kW．早在19世紀法拉第就曾設(shè)想利用磁場使海洋發(fā)電，因為海水中含有大量的帶電離子，這些離子隨海流做定向運動，如果有足夠強的磁場能使這些帶電離子向相反方向偏轉(zhuǎn)，便有可能發(fā)出電來．目前，日本的一些科學(xué)家將計劃利用海流建造一座容量為1500kW的磁流體發(fā)電機．如圖所示為一磁流體發(fā)電機的原理示意圖，上、下兩塊金屬板M、N水平放置浸沒在海水里，金屬板面積均為S=60m²，板間相距d=120m，海水的電阻率=0.5/m．在金屬板之間加一勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.1T，方向由南向北，海水從東向西以v=5m/s流過兩金屬板之間，將在兩板之間形成電勢差．

 

　�。�1）達到穩(wěn)定狀態(tài)時，哪塊金屬板的電勢較高？

 

　　（2）由金屬板和海水流動所構(gòu)成的電源的電動勢E及其內(nèi)電阻r各為多少？

 

　　（3）若用此發(fā)電裝置給一電阻為29的航標(biāo)燈供電，則在8h內(nèi)航標(biāo)燈所消耗的電能為多少？

 

Answer 1

答案：見詳解
解析：

（1）由左手定則可知：N板電勢較高． 　�。�2）當(dāng)帶電離子在兩板之間所受電場力與洛倫茲力相互平衡時，M，N兩板之間的電勢差即為電源電動勢E 　　qvB=，故E=Bvd=0.1×5×120V=60V 　　內(nèi)電阻r==0.5×=1W 　�。�3）由閉合電路歐姆定律可知電路中的電流 　　　　　　 　　則在8h內(nèi)航標(biāo)燈所消耗的電能 　　　E電=I2Rt=22×29×8×3600J=3.34×106J

提示：