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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,
题目详情
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下的正、负离子发生偏转,便可用来发电。如图为一利用风海流发电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a,宽为b,两板间的距离为d。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B,方向由南向北,用导线将M、N外侧连接电阻为R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v,海水的电阻率为 ,海水所受摩擦阻力与流速成正比,比例系数为k。 (1)求磁流体发电机电动势E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t时间内磁流体发电要消耗的总机械能。 |
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▼优质解答
答案和解析
(1)磁流体发电机电动势 用左手定则判断出正离子向N板偏转,因此N板的电势高 (2)两板间海水的电阻 回路中的电流 磁场对管道内海水的作用力 解得 ,方向与υ方向相反(水平向东) (3)在t时间内管道中海水移动的距离为 在t时间内克服摩擦阻力做的功 克服磁场力做的功 s 在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能 |
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