（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(zhǎng)方體是發(fā)電導(dǎo)管，其中空部分的長(zhǎng)、高、寬分別為、、，前后兩個(gè)側(cè)面是絕緣體，上下兩個(gè)側(cè)面是電阻可略的導(dǎo)體電極，這兩個(gè)電極與負(fù)載電阻相連。整個(gè)發(fā)電導(dǎo)管處于圖2中磁場(chǎng)線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖所示。發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)有電阻率為的高溫、高速電離氣體沿導(dǎo)管向右流動(dòng)，并通過專用管道導(dǎo)出。由于運(yùn)動(dòng)的電離氣體受到磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)。發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)電離氣體流速隨磁場(chǎng)有無而不同。設(shè)發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)電離氣體流速處處相同，且不存在磁場(chǎng)時(shí)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(dǎo)管兩端的電離氣體壓強(qiáng)差維持恒定，求：

（1）不存在磁場(chǎng)時(shí)電離氣體所受的摩擦阻力F多大；

（2）磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)E的大�。�

（3）磁流體發(fā)電機(jī)發(fā)電導(dǎo)管的輸入功率P。

解析：

（1）不存在磁場(chǎng)時(shí)，由力的平衡得

 

（2）設(shè)磁場(chǎng)存在時(shí)的氣體流速為，則磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)

 

回路中的電流

 

電流I受到的安培力

 

設(shè)為存在磁場(chǎng)時(shí)的摩擦阻力，依題意

 

存在磁場(chǎng)時(shí)，由力的平衡得

 

 

根據(jù)上述各式解得

 

（3）磁流體發(fā)電機(jī)發(fā)電導(dǎo)管的輸入功率

     由能量守恒定律得  

 

故

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（06年北京卷）（20分）磁流體推進(jìn)船的動(dòng)力來源于電流與磁場(chǎng)間的相互作用。圖1是平靜海面上某實(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(jiǎn)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(chǎng)；沿x軸正方向加勻強(qiáng)電場(chǎng)，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(shí)，求電源接通瞬間推進(jìn)器對(duì)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球進(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(shì)U。

（3）船行駛時(shí)，通道中海水兩側(cè)的電壓U/＝U－U計(jì)算，海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)化為對(duì)船的推力。當(dāng)船以vs＝5.0m/s的船速度勻速前進(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：

（04年天津卷）（15分）釷核發(fā)生衰變生成鐳核并放出一個(gè)粒子。設(shè)該粒子的質(zhì)量為、電荷量為q，它進(jìn)入電勢(shì)差為U的帶窄縫的平行平板電極和間電場(chǎng)時(shí)，其速度為，經(jīng)電場(chǎng)加速后，沿方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，垂直平板電極，當(dāng)粒子從點(diǎn)離開磁場(chǎng)時(shí)，其速度方向與方位的夾角，如圖所示，整個(gè)裝置處于真空中。

（1）寫出釷核衰變方程；

（2）求粒子在磁場(chǎng)中沿圓弧運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R；

（3）求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)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(diǎn)）在水平恒力F作用下，從水平面上A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段距離撤去該力，物塊繼續(xù)滑行停在B點(diǎn)，已知A、B兩點(diǎn)間的距離，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，求恒力F多大。（）

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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(diǎn)）在水平恒力F作用下，從水平面上A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段距離撤去該力，物塊繼續(xù)滑行停在B點(diǎn)，已知A、B兩點(diǎn)間的距離，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，求恒力F多大。（）

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