如图是磁流体发电工作原理示意图.发电通道是个长方体,其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b,前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可略的导体电极,这两个电极与负载电
◎ 题目
如图是磁流体发电工作原理示意图.发电通道是个长方体,其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b,前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可略的导体电极,这两个电极与负载电阻R相连.发电通道处于匀强磁场里,磁感应强度为B,方向如图.发电通道内有电阻率为ρ的高温等离子电离气体沿导管高速向右流动,运动的电离气体受到磁场作用,产生了电动势.发电通道两端必须保持一定压强差,使得电离气体以不变的流速v通过发电通道.不计电离气体所受的摩擦阻力.根据提供的信息完成下列问题: (1)判断发电机导体电极的正负极,求发电机的电动势E; (2)发电通道两端的压强差△P; (3)若负载电阻R阻值可以改变,当R减小时,电路中的电流会增大;但当R减小到R 0时,电流达到最大值(饱和值)Im;当R继续减小时,电流就不再增大,而保持不变.设变化过程中,发电通道内电离气体的电阻率保持不变.求R 0和Im. |
◎ 答案
(1)根据左手定则可知,正离子向上偏,负离子向下偏,所以发电机上导体电极为正极、下导体电极为负极. 电机的电动势E=Bav…① (2)外电路闭合后:I=
发电通道内电离气体的等效电阻为:r=ρ
等离子电离气体等效电流受到的安培力为:F=BIa…④ 等离子电离气体水平方向由平衡条件得:ab△p-BIa=0…⑤ 联立①②③④⑤解得:△p=
(3)当所有进入发电机的等离子全都偏转到导体电极上形成电流时,电流达到最大值Im, Im=
联立②⑦解得:R0=
答:(1)发电机上导体电极为正极、下导体电极为负极.电机的电动势E=Bav; (2)发电通道两端的压强差△P为
(3)R 0为
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◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图是磁流体发电工作原理示意图.发电通道是个长方体,其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b,前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可略的导体电极,这两个电极与负载电…”主要考查了你对 【共点力的平衡】,【闭合电路欧姆定律】,【磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则】,【电磁感应现象的综合应用】,【能量守恒定律、第一类永动机】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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下一篇:水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆(如图),金属杆与导轨的电阻不计;均匀磁场竖直向下.用与
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