由于受地球信風(fēng)帶和盛行西風(fēng)帶的影響，海洋中一部分海水做定向流動(dòng)，稱為風(fēng)海流，風(fēng)海流中蘊(yùn)藏著巨大的動(dòng)力資源。因?yàn)楹Ｋ泻写罅康膸щ婋x子，這些離子隨風(fēng)海流做定向運(yùn)動(dòng)，如果有足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)能使海流中下的正、負(fù)離子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，便可用來(lái)發(fā)電。如圖為一利用風(fēng)海流發(fā)電的磁流體發(fā)電機(jī)原理示意圖，用絕緣材料制成一個(gè)橫截面為矩形的管道，在管道的上、下兩個(gè)內(nèi)表面裝有兩塊金屬板M、N，金屬板長(zhǎng)為a，寬為b，兩板間的距離為d。將管道沿風(fēng)海流方向固定在風(fēng)海流中，在金屬板之間加一水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向由南向北，用導(dǎo)線將M、N外側(cè)連接電阻為R的航標(biāo)燈（圖中未畫(huà)出）。工作時(shí)，海水從東向西流過(guò)管道，在兩金屬板之間形成電勢(shì)差，可以對(duì)航標(biāo)燈供電。設(shè)管道內(nèi)海水的流速處處相同，且速率恒為v，海水的電阻率為，海水所受摩擦阻力與流速成正比，比例系數(shù)為k。
（1）求磁流體發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)E的大小，并判斷M、N兩板哪個(gè)板電勢(shì)較高；
（2）由于管道內(nèi)海水中有電流通過(guò)，磁場(chǎng)對(duì)管道內(nèi)海水有力的作用，求此力的大小和方向；
（3）求在t時(shí)間內(nèi)磁流體發(fā)電要消耗的總機(jī)械能。
解：（1）磁流體發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)
用左手定則判斷出正離子向N板偏轉(zhuǎn)，因此N板的電勢(shì)高
（2）兩板間海水的電阻
回路中的電流
磁場(chǎng)對(duì)管道內(nèi)海水的作用力
解得，方向與υ方向相反（水平向東）
（3）在t時(shí)間內(nèi)管道中海水移動(dòng)的距離為
在t時(shí)間內(nèi)克服摩擦阻力做的功
克服磁場(chǎng)力做的功s
在t時(shí)間內(nèi)磁流體發(fā)電機(jī)消耗的總機(jī)械能
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：038

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(yùn)藏著巨大的動(dòng)力資源．據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界大洋中所有海洋的發(fā)電能力達(dá)109kW．早在19世紀(jì)法拉第就曾設(shè)想利用磁場(chǎng)使海洋發(fā)電，因?yàn)楹Ｋ泻写罅康膸щ婋x子，這些離子隨海流做定向運(yùn)動(dòng)，如果有足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)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(lái)．目前，日本的一些科學(xué)家將計(jì)劃利用海流建造一座容量為1500kW的磁流體發(fā)電機(jī)．如圖所示為一磁流體發(fā)電機(jī)的原理示意圖，上、下兩塊金屬板M、N水平放置浸沒(méi)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(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T，方向由南向北，海水從東向西以v=5m/s流過(guò)兩金屬板之間，將在兩板之間形成電勢(shì)差．

 

　�。�1）達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，哪塊金屬板的電勢(shì)較高？

 

　　（2）由金屬板和海水流動(dòng)所構(gòu)成的電源的電動(dòng)勢(shì)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？

 

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科目：高中物理 來(lái)源：物理教研室 題型：038

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(yùn)藏著巨大的動(dòng)力資源．據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界大洋中所有海洋的發(fā)電能力達(dá)109kW．早在19世紀(jì)法拉第就曾設(shè)想利用磁場(chǎng)使海洋發(fā)電，因?yàn)楹Ｋ泻写罅康膸щ婋x子，這些離子隨海流做定向運(yùn)動(dòng)，如果有足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)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(lái)．目前，日本的一些科學(xué)家將計(jì)劃利用海流建造一座容量為1500kW的磁流體發(fā)電機(jī)．如圖所示為一磁流體發(fā)電機(jī)的原理示意圖，上、下兩塊金屬板M、N水平放置浸沒(méi)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(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T，方向由南向北，海水從東向西以v=5m/s流過(guò)兩金屬板之間，將在兩板之間形成電勢(shì)差．

 

　　（1）達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，哪塊金屬板的電勢(shì)較高？

 

　�。�2）由金屬板和海水流動(dòng)所構(gòu)成的電源的電動(dòng)勢(shì)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？

 

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科目：高中物理 來(lái)源：江蘇官林中學(xué)2006－2007高三物理期末復(fù)習(xí)練習(xí)七、八 題型：038

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叫做海流．海流中蘊(yùn)藏著巨大的動(dòng)力資源，據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界大洋中有海洋的發(fā)電能力可達(dá)109 KW．早在19世紀(jì)法拉弟就曾設(shè)想，利用磁場(chǎng)使海洋發(fā)電．

海洋中含大量的帶電離子，這些離子隨海流做定向運(yùn)動(dòng)，如果有足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)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(lái)．目前，日本的一些科學(xué)家將設(shè)計(jì)利用海流建造一座容量為1500 KW的磁流體發(fā)電機(jī)．

如圖，為一個(gè)磁流體發(fā)電機(jī)的原理示意圖．上、下兩塊金屬板M、N水平放置浸沒(méi)在海水里，金屬板面積為s＝1×103 m2，板間相距d＝100 m，海水的電阻率ρ＝0.25 Ωm．在金屬板間加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.1 T，方向由南向北，海水從東向西以速度v＝5 m/s流過(guò)兩金屬板間，將在兩板間形成電勢(shì)差．

(1)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，哪塊金屬板的電勢(shì)較高？

(2)由金屬板和海水所構(gòu)成的電源的電動(dòng)勢(shì)E及其內(nèi)阻r各為多大？

(3)若用此發(fā)電裝置給一個(gè)電阻為20 Ω的航標(biāo)燈供電，則在8 h內(nèi)航標(biāo)燈所消耗的電能是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：2009年3月帶電粒子在電場(chǎng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)新題 題型：038

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(yùn)藏著巨大的動(dòng)力資源．據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界大洋中所有海洋的發(fā)電能力達(dá)109 kW．早在19世紀(jì)法拉第就曾設(shè)想，利用磁場(chǎng)使海流發(fā)電，因?yàn)楹Ｋ泻写罅康膸щ婋x子，這些離子隨海流做定向運(yùn)動(dòng)，如果有足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)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(lái)．目前，日本的一些科學(xué)家將計(jì)劃利用海流建造一座容量為1 500 kW的磁流體發(fā)電機(jī)．如圖所示為一磁流體發(fā)電機(jī)的原理示意圖，上、下兩塊金屬板MN水平放置浸沒(méi)在海水里，金屬板面積均為S＝l×102 m2，板間相距d＝100 m海水的電阻率ρ＝0.25 Ω·m在金屬板之間加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.1 T，方向由南向北，海水從東向西以速度v＝5 m/s流過(guò)兩金屬板之間，將在兩板之間形成電勢(shì)差．

(1)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，哪塊金屬板的電勢(shì)較高？

(2)由金屬板和海水流動(dòng)所構(gòu)成的電源的電動(dòng)勢(shì)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20 Ω的航標(biāo)燈供電，則在8 h內(nèi)航標(biāo)燈所消耗的電能為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

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(yùn)藏著巨大的動(dòng)力資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界大洋中所有海洋的發(fā)電能力達(dá)109 kW。早在19世紀(jì)法拉第就曾設(shè)想，利用磁場(chǎng)使海流發(fā)電，因?yàn)楹Ｋ泻写罅康膸щ婋x子，這些離子隨海流做定向運(yùn)動(dòng)，如果有足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)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(lái)。目前，日本的一些科學(xué)家將計(jì)劃利用海流建造一座容量為1 500 kW的磁流體發(fā)電機(jī)。如圖所示為一磁流體發(fā)電機(jī)的原理示意圖，上、下兩塊金屬板MN水平放置浸沒(méi)在海水里，金屬板面積均為S=l×102m2，板間相距d=100 m海水的電阻率ρ=0.25 Ω·m在金屬板之間加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T，方向由南向北，海水從東向西以速度v=5 m/s流過(guò)兩金屬板之間，將在兩板之間形成電勢(shì)差。

（1）達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，哪塊金屬板的電勢(shì)較高?

（2）由金屬板和海水流動(dòng)所構(gòu)成的電源的電動(dòng)勢(shì)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20 Ω的航標(biāo)燈供電，則在8 h內(nèi)航標(biāo)燈所消耗的電能為多少?

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