【題目】目前世界上正在研究一種新型發(fā)電機(jī)——磁流體發(fā)電機(jī),它電的原理圖如圖所示,設(shè)想在相距d的兩平行金屬板間加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩板通過開關(guān)和燈泡相連,將氣體加熱電離后,由于正、負(fù)離子一樣多,且?guī)щ姾闪烤鶠?/span>q,因而稱為等離子體,將其以速度v噴入甲,乙兩板之間,這時(shí)甲、乙兩板就會(huì)聚集電荷,產(chǎn)生電壓.這就是磁流體發(fā)電機(jī)的原理,它可以直接把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能.試問:

1)圖中哪個(gè)極板是發(fā)電機(jī)的正極?

2)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為多大?

3)設(shè)噴入兩極板間的離子流每立方米中有n個(gè)負(fù)電荷, 離子流的橫截面積為S,則發(fā)電機(jī)的最大功率為多大?

【答案】1)甲板 2 3

【解析】

(1)等離子體從左側(cè)射入磁場(chǎng),正離子受到向上的洛倫茲力的作用而偏向甲板,使甲板上積累正電荷,乙板上積累相應(yīng)的負(fù)電荷,甲、乙兩板成為電源的正、負(fù)兩極,甲板是發(fā)電機(jī)的正極;

(2)當(dāng)開關(guān)斷開時(shí),甲、乙兩極間的電壓即為電源的電動(dòng)勢(shì),穩(wěn)定時(shí),甲、乙兩板積累的電荷不再增加,此時(shí)的等離子體所受的洛倫茲力與電場(chǎng)力恰好平衡,則有

得電源的電動(dòng)勢(shì)為

(3)理想狀態(tài)下,噴入兩極板間的離子流全部流向兩極板,這時(shí)電源達(dá)到最大功率,此時(shí),電路中的最大電流為

式中為在時(shí)間內(nèi)噴入兩極板間的正、負(fù)離子數(shù)的總和,即

所以發(fā)電機(jī)的最大功率為

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,圓心為O的四分之一圓弧形接收屏,水平放置在光滑絕緣的水平桌面上,整個(gè)裝置處于水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度的方向垂直于直線,F(xiàn)將一帶正電小球以大小為的初速度從A點(diǎn)沿方向射出,其初動(dòng)能為,小球恰好垂直打到圓弧上的C點(diǎn)。已知,取A點(diǎn)電勢(shì)。

(1)求小球在C點(diǎn)的電勢(shì)能;

(2)若過C點(diǎn)作的垂線交P點(diǎn),試通過計(jì)算推導(dǎo),證明O點(diǎn)恰好是的中點(diǎn)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一段長方體形導(dǎo)電材料,左右兩端面的邊長都為ab,內(nèi)有帶電量為q的某種自由運(yùn)動(dòng)電荷。導(dǎo)電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)通以從左到右的穩(wěn)恒電流I時(shí),測(cè)得導(dǎo)電材料上、下表面之間的電壓為U,且上表面的電勢(shì)比下表面的低。由此可得該導(dǎo)電材料單位體積內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)及自由運(yùn)動(dòng)電荷的正負(fù)分別為

A.,負(fù)B.,正

C.,負(fù)D.,正

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】目前有一種磁強(qiáng)計(jì),用于測(cè)定地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.磁強(qiáng)計(jì)的原理如圖所示,電路有一段金屬導(dǎo)體,它的橫截面是寬為d、高為h的長方形,放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)體中通有水平向右、大小為I的恒定電流兩電極M、N分別與金屬導(dǎo)體的前后兩側(cè)接觸,用電壓表測(cè)出金屬導(dǎo)體前后兩個(gè)側(cè)面間的電勢(shì)差為U.已知金屬導(dǎo)體單位體積中的自由電子數(shù)為n,電子電荷量為eM、N兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為,下列說法正確的是(

A.磁感應(yīng)強(qiáng)度

B.增大h時(shí),電勢(shì)差U增大

C.電子定向移動(dòng)的方向水平向左,

D.電子定向移動(dòng)速率

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,男同學(xué)站立不動(dòng)吹口哨,一位女同學(xué)坐在秋千上來回?cái)[動(dòng),下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說法正確的是(  )

A.女同學(xué)從AB運(yùn)動(dòng)過程中,她感覺哨聲音調(diào)變高

B.女同學(xué)從ED運(yùn)動(dòng)過程中,她感覺哨聲音調(diào)變高

C.女同學(xué)在C點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí),她感覺哨聲音調(diào)不變

D.女同學(xué)在C點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)時(shí),她感覺哨聲音調(diào)變低

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚,在玻璃磚底面上的入射角為θ,經(jīng)折射后射出ab兩束光線.則(  )

A.在玻璃中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度

B.在真空中,a光的波長小于b光的波長

C.玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率

D.若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大,則折射光線a首先消失

E.分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn),a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,為某同學(xué)測(cè)繪額定電壓為2.5 V的小燈泡的IU特性曲線的實(shí)驗(yàn)器材.

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,選取合適的電表量程,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實(shí)驗(yàn)電路圖連接完整__

(2)開關(guān)S閉合之前,圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于__端(選填A”、“BA、B中間”)

(3)某同學(xué)根據(jù)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在圖丙中畫出小燈泡的IU特性曲線.由圖可知當(dāng)小燈泡兩端的電壓為1.2 V時(shí)的功率為__W.

(4)根據(jù)圖丙可知,隨電壓的升高,小燈泡的電阻__,(填變大變小),原因是__

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼ab,其殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻,將它們固定于絕緣支架座上,兩球心間的距離l為球半徑的3倍。若使它們帶上等量異種電荷,使其電荷量的絕對(duì)值均為Q,那么關(guān)于a、b兩球之間的萬有引力F和庫侖力F的表達(dá)式正確的是(  )

A.

B.

C.

D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)譜儀可以測(cè)定有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu),現(xiàn)有一種質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為如圖所示,有機(jī)物的氣體分子從樣品室注入離子化室,在高能電子作用下,樣品氣體分子離子化或碎裂成離子。若離子化后的離子帶正電,初速度為零,此后經(jīng)過高壓電源區(qū)、圓形磁場(chǎng)室(內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng))、真空管,最后打在記錄儀上,通過處理就可以得到離子比荷進(jìn)而推測(cè)有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)。已知高壓電源的電壓為U,圓形磁場(chǎng)區(qū)的半徑為R,真空管與水平面夾角為θ,離子進(jìn)入磁場(chǎng)室時(shí)速度方向指向圓心。則下列說法正確的是

A. 高壓電源A端應(yīng)接電源的正極

B. 磁場(chǎng)室的磁場(chǎng)方向必須垂直紙面向里

C. 若離子化后的兩同位素X1、X2X1質(zhì)量大于X2質(zhì)量)同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)室后,出現(xiàn)圖中的軌跡Ⅰ和Ⅱ,則軌跡Ⅰ一定對(duì)應(yīng)X1

D. 若磁場(chǎng)室內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,當(dāng)記錄儀接收到一個(gè)明顯的信號(hào)時(shí),與該信號(hào)對(duì)應(yīng)的離子比荷為

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