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.
高二物理解答题中等难度题
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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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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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.
高二物理单选题困难题查看答案及解析
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.
高二物理选择题困难题查看答案及解析
如图所示,长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极,两极间距为d,极板面积为S,这两个电极与可变电阻R相连。在垂直前后侧面的方向上有一匀强磁场,磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为的高温电离气体,气体以速度v向右流动,并通过专用管道导出。由于运动的电离气体受到磁场的作用,将产生大小不变的电动势(设电阻定律适用于此物理过程)。若不计离子间相互作用及气体流动时的阻力,则可变电阻R消耗电功率的最大值为:( )
A、 B、 C、 D、
高二物理选择题极难题查看答案及解析
如图所示,磁流体发电机的长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导电电极,两极间距为,极板长和宽分别为和,这两个电极与可变电阻相连,在垂直前后侧面的方向上有一匀强磁场,磁感应强度大小为。发电导管内有电阻率为的高温电离气体——等离子体,等离子体以速度向右流动,并通过专用通道导出。不计等离子体流动时的阻力,调节可变电阻的阻值,则
A. 运动的等离子体产生的感应电动势为
B. 可变电阻中的感应电流方向是从到
C. 若可变电阻的阻值为,则其中的电流为
D. 若可变电阻的阻值为,则可变电阻消耗的电功率为
高二物理多选题困难题查看答案及解析
如图所示,磁流体发电机的长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导电电极,两极间距为,极板长和宽分别为和,这两个电极与可变电阻相连,在垂直前后侧面的方向上有一匀强磁场,磁感应强度大小为。发电导管内有电阻率为的高温电离气体——等离子体,等离子体以速度向右流动,并通过专用通道导出。不计等离子体流动时的阻力,调节可变电阻的阻值,则
A. 运动的等离子体产生的感应电动势为
B. 可变电阻中的感应电流方向是从到
C. 若可变电阻的阻值为,则其中的电流为
D. 若可变电阻的阻值为,则可变电阻消耗的电功率为
高二物理多选题困难题查看答案及解析
如图所示,磁流体发电机的长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导电电极,两极间距为,极板长和宽分别为和,这两个电极与可变电阻相连,在垂直前后侧面的方向上有一匀强磁场,磁感应强度大小为。发电导管内有电阻率为的高温电离气体——等离子体,等离子体以速度向右流动,并通过专用通道导出。不计等离子体流动时的阻力,调节可变电阻的阻值,则
A. 运动的等离子体产生的感应电动势为
B. 可变电阻中的感应电流方向是从到
C. 若可变电阻的阻值为,则其中的电流为
D. 若可变电阻的阻值为,则可变电阻消耗的电功率为
高二物理多选题困难题查看答案及解析
如图所示,长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极,两极间距为d,极板面积为S,这两个电极与可变电阻R相连。在垂直前后侧面的方向上,有一匀强磁场,磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为的高温电离气体,气体以速度v向右流动,并通过专用管道导出。由于运动的电离气体,受到磁场的作用,将产生大小不变的电动势。若不计气体流动时的阻力,由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率。调节可变电阻的阻值,根据上面的公式或你所学过的物理知识,可求得可变电阻R消耗电功率的最大值为
A. B. C. D.
高二物理选择题简单题查看答案及解析
如图所示,长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极,两极间距为d,极板面积为S,这两个电极与可变电阻R相连。在垂直前后侧面的方向上,有一匀强磁场,磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为的高温电离气体,气体以速度v向右流动,并通过专用管道导出。由于运动的电离气体,受到磁场的作用,将产生大小不变的电动势。若不计气体流动时的阻力,由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率。调节可变电阻的阻值,根据上面的公式或你所学过的物理知识,可求得可变电阻R消耗电功率的最大值为
A. B. C. D.
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