(9分)由于受地球信风带和盛行西风带的影响,海洋中一部分海水做定向流动,称为风海流,风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子,这些离子随风海流
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(9分)由于受地球信风带和盛行西风带的影响,海洋中一部分海水做定向流动,称为风海流,风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子,这些离子随风海流
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(9分)由于受地球信风带和盛行西风带的影响,海洋中一部分海水做定向流动,称为风海流,风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子,这些离子随风海流做定向运动,如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转,便可用来发电。图11为一利用风海流经典的磁流体发电机原理示意图,用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道,在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M、N,金属板长为
,宽为
,两板间的距离为
,将管道沿风海流方向固定在风海流中,在金属板之间加一水平匀强磁场,磁感应强度大小为
,方向由南向北,用导线将M、N外侧连接电阻为
的航标灯(图中未画出)。工作时,海水从东向西流过管道,在两金属板之间形成电势差,可以对航标灯供电,设管道内海水的流速处处相同,且速率恒为
,海水的电阻率为
,海水所受摩擦力与流速成正比,比例系数为
。
(1)求磁流体发电机电动势
的大小,并判断M、N两板哪个板电势较高;
(2)由于管道内海水中有电流通过,磁场对管道内海水有力的作用,求此力的大小和方向;
(3)求在
时间内磁流体发电机消耗的总机械能。
答案
(1)
,N板的电势高
(2)
,方向与
方向相反(水平向东)
(3)
解析
(9分)(1)磁流体发电机电动势
…………(1分)
用左手定则判断出正离子向N板偏转,因此N板的电势高…………(1分)
(2)两板间海水的电阻
,回路中的电流
…………(1分)
磁场对管道内海水的作用力
解得:
…………(1分)
方向与
方向相反(水平向东)…………(1分)
(3)在
时间内管道中海水移动的距离为
…………(1分)
在
时间内克服摩擦阻力的功
,克服磁场力做功
…………(1分)
在
时间内磁流体发电机消耗的总机械能:
)…………(2分)
举一反三
电视机显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转。图9甲为显像管工作原理示意图,阴极K发射的电子束(初速不计)经电压为
的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,磁场方向垂直于圆面(以垂直圆面向里为正方向),磁场区的中心为O,半径为
,荧光屏MN到磁场区中心O的距离为
。当不加磁场时,电子束将通过O点垂直打到屏幕的中心
点,当磁场的磁感应强度随时间按图9乙所示的规律变化时,在荧光屏上得到一条长为
的亮线。由于电子通过磁场区的时间很短,可以认为在每个电子通过磁场区的过程中磁场的磁感应强度不变。已知电子的电荷量为
,质量为
,不计电子之间的相互作用及所受的重力。求:
(1)电子打到荧光屏上时速度的大小
(2)磁场磁感应强度的最大值
。
题型:不详
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如图,在宽度分别为
l
1
和
l
2
的两个毗邻的条形区域内分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电荷的粒子以速率
v
从磁场区域上边界的
P
点斜射入磁场,然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场,最后从电场边界上的
Q
点射出。已知
PQ
垂直于电场方向,粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到
PQ
的距离为
d
。不计重力,求电场强度与磁感应强度大小之比以及粒子在磁场与电场中运动时间之比。
题型:不详
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如图所示的电路中,三个灯泡L
1
、L
2
、L
3
的电阻关系为R
1
<R
2
<R
3
,电感L的电阻可忽略,D为理想二极管。电键K从闭合状态突然断开时,下列判断中不正确的是( )
A.L
1
逐渐变暗
B.L
1
先变亮,然后逐渐变暗
C.L
3
先变亮,然后逐渐变暗
D.L
2
立即熄灭
题型:不详
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. 如图,在宽度分别为
和
的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电荷的粒子以速率v从磁场区域上边界的P点斜射入磁场,然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场,最后从电场边界上的Q点射出。已知PQ垂直于电场方向,粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到PQ的距离为d。不计重力,求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子在磁场与电场中运动时间之比。
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