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(yùn)藏著巨大的動力資源．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，利用磁場使海流發(fā)電，因?yàn)楹Ｋ�中含有大量的帶電離子，這些離子隨海流作定向運(yùn)動，如果有足夠強(qiáng)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(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水平放置浸沒在海水里，金屬板面積均為S＝1×10³m²，板間相距d＝100m，海水的電阻率ρ＝0.25Ω·m．在金屬板之間加一勻強(qiáng)磁場，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＝5m/s流過兩金屬板之間，將在兩板之間形成電勢差，

(1)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，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20Ω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：
解析：

解：(1)由左手定則得：N板電勢較高．　�、� 　　(2)當(dāng)海水中流動的帶電離子進(jìn)入磁場后，將在兩板之間形成電勢差，當(dāng)所受到的電場力F與洛侖茲力f相平衡達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí) 　　即：q＝qvB　�、凇　�內(nèi)阻r＝ρ　�、� 　　代入有關(guān)數(shù)據(jù)得： 　　    電動勢 E＝50V　�、�，內(nèi)阻r＝0.025Ω　�、� 　　(3)消耗的電能：   W＝I2Rt　　⑥　 　　   　電路中的電流：I＝　�、� 　　由④、⑤、⑥、⑦式及代入有關(guān)數(shù)據(jù)得 　　　　　　　　   W＝3.6×106J