磁流體推進(jìn)船的動(dòng)力來源于電流與磁場問的相互作用．圖甲是在平靜海面上某實(shí)驗(yàn)船的示意圖，磁流體推倒進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道（簡稱通道）組成．
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如圖乙所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m．工作時(shí)，在通道內(nèi)沿x軸正方向加B=8.0T的勻強(qiáng)磁場；沿x軸負(fù)方向加勻強(qiáng)電場，使兩金屬板間的電壓U=99.6V；海水沿y軸方向流過通道已知海水的電阻率ρ=0.20Ω?m．
①船靜止時(shí)，求電源接通瞬間推進(jìn)器對海水推力的大小和方向；
②船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)．若以船為參考系，海水以5.0m/a的速度涌入進(jìn)水口，由于通道的截面積小于進(jìn)水口的截面積，在通道內(nèi)海水速率增加到vd=8.0m/s．求此時(shí)兩金屬板間的感應(yīng)電動(dòng)勢U感．
分析：（1）通電后，海水受到安培力，由安培力公式即可求得海水受到的推力；
（2）由導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢的公式可求得感應(yīng)電動(dòng)勢；
解答：解：（1）根據(jù)安培力公式，推力為F1=I1Bb，其中有：
I1=
U
R
，
R=ρ
b
ac
則有：F1=
U
R
Bb=
Uac
ρ
B=796.8N
對海水推力的方向沿y軸正方向（向右）
電源接通瞬間推進(jìn)器對海水推力的大小為796.8N，方向沿y軸正方向；
（2）感應(yīng)電動(dòng)勢：U感=BVdb=9.6V
即感應(yīng)電動(dòng)勢為9.6V；
答：①船靜止時(shí)，求電源接通瞬間推進(jìn)器對海水推力的大小796.8N和方向沿y軸正方向（向右）；
②此時(shí)兩金屬板間的感應(yīng)電動(dòng)勢9.6V．
點(diǎn)評：本題考查電磁感應(yīng)及安培力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵在于明確題意，并要求學(xué)生能正確理解立體圖形的含義，對學(xué)生空間想象能力要求較高．
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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?長寧區(qū)一模）磁流體推進(jìn)船的動(dòng)力來源于電流與磁場間的相互作用，其工作原理如下圖所示，推進(jìn)器矩形通道由四塊板所圍，通道長a=1.0m，寬b=0.20m，高c=0.08m，其中兩側(cè)面是金屬板，上下兩板為絕緣板．兩金屬板間所加電壓為U=200V，且位于x=0處的金屬板電勢較高，通道內(nèi)部可視為勻強(qiáng)電場．試求：
（1）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大��；
（2）若在通道內(nèi)灌滿海水（導(dǎo)體），海水的電阻率ρ=0.22Ω?m，兩金屬板間海水的電阻R為多大？（已知導(dǎo)體電阻R=ρ
lS
，式中ρ是導(dǎo)體的電阻率，l是導(dǎo)體的長度，S是導(dǎo)體的橫截面積）
（3）若船靜止時(shí)通道內(nèi)灌滿海水，并在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=8.0T的勻強(qiáng)磁場，求這時(shí)推進(jìn)器對海水推力的大小和方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：

磁流體推進(jìn)船的動(dòng)力來源于電流與磁場間的相互作用．圖1是在平靜海面上某實(shí)驗(yàn)船的示意圖，磁流體推進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道（簡稱通道）組成．
如圖2所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m．工作時(shí)，在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=8.0T的勻強(qiáng)磁場；沿x軸負(fù)方向加勻強(qiáng)電場，使兩金屬板間的電壓U=99.6V；海水沿y軸方向流過通道．已知海水的電阻率ρ=0.20Ω?m．
（1）船靜止時(shí)，求電源接通瞬間推進(jìn)器對海水推力的大小和方向；
（2）船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)．若以船為參照物，海水以5.0m/s的速率涌入進(jìn)水口，由于通道的截面積小于進(jìn)水口的截面積，在通道內(nèi)海水速率增加到vd=8.0m/s．求此時(shí)兩金屬板間的感應(yīng)電動(dòng)勢U感；
（3）船行駛時(shí)，通道中海水兩側(cè)的電壓按U′=U-U感計(jì)算，海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)化為對船的推力．當(dāng)船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)時(shí)，求海水推力的功率．
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科目：高中物理 來源： 題型：

磁流體推進(jìn)船的動(dòng)力來源于電流與磁場間的相互作用.如圖16-31所示是在平靜海面上某實(shí)驗(yàn)船的示意圖，磁流體推進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道(簡稱通道)組成.

圖16-31

如圖16-32所示，通道尺寸a=2.0 m、b=0.15 m、c=0.10 m.工作時(shí)，在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=8.0 T的勻強(qiáng)磁場；沿x軸負(fù)方向加勻強(qiáng)電場，使兩金屬板間的電壓U=99.6 V；海水沿y軸方向流過通道.已知海水的電阻率ρ=0.20 Ω·m.

圖16-32

(1)船靜止時(shí)，求電源接通瞬間推進(jìn)器對海水推力的大小和方向；

(2)船以vS=5.0 m/s的速度勻速前進(jìn).若以船為參考系，海水以5.0 m/s的速度涌入進(jìn)水口，由于通道的截面積小于進(jìn)水口的截面積，在通道內(nèi)海水速率增加到vd=8.0 m/s.求此時(shí)兩金屬板間的感應(yīng)電動(dòng)勢U感；

(3)船行駛時(shí)，通道中海水兩側(cè)的電壓按U′=U-U感計(jì)算，海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)化為對船的推力.當(dāng)船以vS=5.0 m/s 的速度前進(jìn)時(shí)，求海水推力的功率.

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科目：高中物理 來源： 題型：

磁流體推進(jìn)船的動(dòng)力來源于電流與磁場間的相互作用。圖1是在平靜海面上某實(shí)驗(yàn)船的示意圖，磁流體推進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道（簡稱通道）組成。如圖2所示，通道尺寸a=2.0 m、b=0.15 m、c=0.10 m。工作時(shí)，在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=8.0 T的勻強(qiáng)磁場；沿x軸負(fù)方向加勻強(qiáng)電場。使兩金屬板間的電壓U=99.6 V，海水沿y軸方向流過通道。已知海水的電阻率ρ=0.20 Ω·m。

（1）船靜止時(shí)，求電源接通瞬間推進(jìn)器對海水推力的大小和方向；

（2）船以vs=5.0 m/s的速度勻速前進(jìn)。若以船為參照物，海水以5.0 m/s的速率涌入進(jìn)水口，由于通道的截面積小于進(jìn)水口的截面積，在通道內(nèi)海水速率增加到vd=8.0 m/s。求此時(shí)兩金屬板間的感應(yīng)電動(dòng)勢U感；

（3）船行駛時(shí)，通道中海水兩側(cè)的電壓按U′=U-U感計(jì)算，海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)化為對船的推力。當(dāng)船以vs=5.0 m/s的速度勻速前進(jìn)時(shí)，求海水推力的功率。

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