如图所示,某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道,管道宽为,管道高度为,上、下两面是绝缘板,前后两侧是电阻可忽略的导体板,两导体板与开关和定值电阻相连。整个管道置于匀强磁场中,磁感应强度大小为、方向沿 轴正方向。管道内始终充满导电液体,两导体板间液体的电阻为,开关闭合前后,液体均以恒定速率沿轴正方向流动。忽略液体流动时与管道间的流动阻力。
(1)开关断开时,求两导板间电压,并比较导体板的电势高低;
(2)开关闭合后,求:
a. 通过电阻的电流及两导体板间电压;
b. 左右管道口之间的压强差。
高二物理解答题困难题
磁流体发电的原理与霍尔效应非常类似.如图2所示,磁流体发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道,管道的长为L、宽为d、高为h,上下两面是绝缘板.前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板,两导体板与开关S和定值电阻R相连.整个管道置于磁感应强度大小为B、方向沿z轴正方向的匀强磁场中.管道内始终充满电阻率为ρ0的导电液体(有大量的正、负离子),且开关闭合前后,液体在管道进、出口两端压强差的作用下,均以恒定速率v0沿x轴正向流动,液体所受的摩擦阻力不变.
(1)求开关闭合前,M、N两板间的电势差大小U0;
(2)求开关闭合后,M、N两板间的电势差大小U;
(3)关于该装置内部能量转化和各力做功,下列说法中正确的是()
A.该发电机内部由于电荷随导电液体沿x轴方向运动,因此产生了垂直于x轴方向的洛伦兹力分量.这个力使电荷向侧面两板聚集,克服静电力做功,形成电动势,是电源内部的非静电力
B.闭合开关后,由于导电液体内部产生了从M到N的电流,因此导电液体受到安培力的作用,安培力对流体做正功
C.虽然洛伦兹力不做功,但它的一个分量对电荷做正功,另一个分量对电荷做负功,以这两个分量为媒介,流体的动能最终转化为回路中的电能
D.为了维持流体匀速运动,管道两端压强差产生的压力克服摩擦阻力和安培力做功,是整个发电机能量的来源
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如图,某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道,管道的长为L、宽度为d、高为h,上下两面是绝缘板,前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板,两导体板与开关S和定值电阻R相连.整个管道置于磁感应强度大小为B,方向沿z轴正方向的匀强磁场中.管道内始终充满电阻率为ρ的导电液体(有大量的正、负离子),且开关闭合前后,液体在管道进、出口两端压强差的作用下,均以恒定速率v0沿x轴正向流动,液体所受的摩擦阻力不变.
(1)求开关闭合前,M、N两板间的电势差大小U0;
(2)求开关闭合前后,管道两端压强差的变化Δp;
(3)调整矩形管道的宽和高,但保持其它量和矩形管道的横截面S=dh不变,求电阻R可获得的最大功率Pm及相应的宽高比d/h的值.
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如图为一利用海流发电的原理图,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电阻不计的金属板M、N,板长为a,宽为b,板间的距离d,将管道沿海流方向固定在海水中,在管道中加一个与前后表面垂直的匀强磁场,磁感应强度B,将电阻为R的航标灯与两金属板连接(图中未画出).海流方向如图,海流速率为v,下列说法正确的是
A. M板电势髙于N板的电势
B. 发电机的电动势为Bdv
C. 发电机的电动势为Bav
D. 管道内海水受到的安培力方向向左
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如图为一利用海流发电的原理图,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电阻不计的金属板M、N,板长为a,宽为b,板间的距离d.将管道沿海流方向固定在海水中,在管道中加一个与前后表面垂直的匀强磁场,磁感应强度B.将电阻为R的航标灯与两金属板连接(图中未画出).海流方向如图,海流速率为v,下列说法正确的是
A. M板电势高于N板的电势 B. 发电机的电动势为Bdv
C. 发电机的电动势为Bav D. M板电势低于N板的电势
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电磁流量计的原理图如图所示,横截面为长方形的一段管道,其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c.流量计的两端与输送液体的管道相连接(图中的虚线).图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料.现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面.当导电液体稳定地流过流量计时,在管道外将流量计上、下表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接,I表示测得的电流值.已知流体的电阻率为 ,不计电流表的内阻,则可求得流量(流量等于单位时间内流过的体积)为( )
A. B.
C. D.
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电磁流量计的原理图如图所示,横截面为长方形的一段管道,其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c.流量计的两端与输送液体的管道相连接(图中的虚线).图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料.现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面.当导电液体稳定地流过流量计时,在管道外将流量计上、下表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接,I表示测得的电流值.已知流体的电阻率为? ,不计电流表的内阻,则可求得流量(流量等于单位时间内流过的体积)为( )
A. B.
C. D.
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电磁流量计广泛应用于测量可导电液体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积).为了简化,假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道.其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c.流量计的两端与输送流体的管道相连接(图中虚线).图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料.现于流量计所在处加磁感应强度B的匀强磁场,磁场方向垂直前后两面.当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接,I表示测得的电流值.已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为 ( )
A. B.
C. D.
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如图所示,磁流体发电机的通道是一长为L的矩形管道,其中按图示方向通过速度为v等离子体,通道中左、右两侧壁是导电的,其高为h,相距为a,而通道的上下壁是绝缘的,所加匀强磁场的大小为B,与通道的上下壁垂直.不计摩擦及粒子间的碰撞,则__________导电壁电势高(填“左”或“右”),两导电壁间的电压为___________.
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如图所示,磁流体发电机的通道是一长为L的矩形管道,其中按图示方向通过速度为v等离子体,通道中左、右两侧壁是导电的,其高为h 相距为a ,且通道的上下壁是绝缘的,所加匀强磁场的大小为B,与通道的上下壁垂直.不计摩擦及粒子间的碰撞,则__________导电壁电势高(填“左”或“右”),两导电壁间的电压为___________.
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所示为利用电磁作用输送非导电液体装置的示意图.一边长为L.截面为正方形的塑料管道水平放置,其右端面上有一截面积为A的小喷口,喷口离地的高度为h.管道中有一绝缘活塞,在活塞的中部和上部分别嵌有两根金属棒a、b,其中棒b
的两端与一电压表相连,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中,当棒a中通有垂直纸面 向里的恒定电流I时,活塞向右匀速推动液体从喷口水平射出,液体落地点离喷口的水 平距离为s.若液体的密度为ρ,不计所有阻力,求:
1.活塞移动的速度;
2.该装置的功率;
3.磁感应强度B的大小
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