(04年天津卷)(22分)磁流體發(fā)電是一種新型發(fā)電方式,圖1和圖2是其工作原理示意圖。圖1中的長方體是發(fā)電導管,其中空部分的長、高、寬分別為、、,前后兩個側面是絕緣體,上下兩個側面是電阻可略的導體電極,這兩個電極與負載電阻相連。整個發(fā)電導管處于圖2中磁場線圈產(chǎn)生的勻強磁場里,磁感應強度為B,方向如圖所示。發(fā)電導管內(nèi)有電阻率為的高溫、高速電離氣體沿導管向右流動,并通過專用管道導出。由于運動的電離氣體受到磁場作用,產(chǎn)生了電動勢。發(fā)電導管內(nèi)電離氣體流速隨磁場有無而不同。設發(fā)電導管內(nèi)電離氣體流速處處相同,且不存在磁場時電離氣體流速為,電離氣體所受摩擦阻力總與流速成正比,發(fā)電導管兩端的電離氣體壓強差維持恒定,求:

(1)不存在磁場時電離氣體所受的摩擦阻力F多大;

(2)磁流體發(fā)電機的電動勢E的大;

(3)磁流體發(fā)電機發(fā)電導管的輸入功率P。

解析

(1)不存在磁場時,由力的平衡得

 

(2)設磁場存在時的氣體流速為,則磁流體發(fā)電機的電動勢

 

回路中的電流

 

電流I受到的安培力

 

為存在磁場時的摩擦阻力,依題意

 

存在磁場時,由力的平衡得

 

 

根據(jù)上述各式解得

 

(3)磁流體發(fā)電機發(fā)電導管的輸入功率

     由能量守恒定律得  

 

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(06年北京卷)(20分)磁流體推進船的動力來源于電流與磁場間的相互作用。圖1是平靜海面上某實驗船的示意圖,磁流體推進器由磁體、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,在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=8.0T的勻強磁場;沿x軸正方向加勻強電場,使兩金屬板間的電壓U=99.6V;海水沿y軸正方向流過通道。已知海水的電阻率ρ=0.22Ω?m

   (1)船靜止時,求電源接通瞬間推進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。若以船為參照物,海水以5.0m/s的速率涌入進水口由于通道的截面積小球進水口的截面積,在通道內(nèi)海水速率增加到vd=8.0m/s。求此時兩金屬板間的感應電動勢U。

(3)船行駛時,通道中海水兩側的電壓U/UU計算,海水受到電磁力的80%可以轉化為對船的推力。當船以vs=5.0m/s的船速度勻速前進時,求海水推力的功率。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(04年天津卷)(15分)釷核發(fā)生衰變生成鐳核并放出一個粒子。設該粒子的質(zhì)量為、電荷量為q,它進入電勢差為U的帶窄縫的平行平板電極間電場時,其速度為,經(jīng)電場加速后,沿方向進入磁感應強度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強磁場,垂直平板電極,當粒子從點離開磁場時,其速度方向與方位的夾角,如圖所示,整個裝置處于真空中。

(1)寫出釷核衰變方程;

(2)求粒子在磁場中沿圓弧運動的軌道半徑R;

(3)求粒子在磁場中運動所用時間

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科目:高中物理 來源: 題型:

(04年天津卷)(18分)質(zhì)量的物塊(可視為質(zhì)點)在水平恒力F作用下,從水平面上A點由靜止開始運動,運動一段距離撤去該力,物塊繼續(xù)滑行停在B點,已知A、B兩點間的距離,物塊與水平面間的動摩擦因數(shù),求恒力F多大。(

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    (04年天津卷)(18分)質(zhì)量的物塊(可視為質(zhì)點)在水平恒力F作用下,從水平面上A點由靜止開始運動,運動一段距離撤去該力,物塊繼續(xù)滑行停在B點,已知A、B兩點間的距離,物塊與水平面間的動摩擦因數(shù),求恒力F多大。(

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