一种用磁流体发电的装置如图所示,间距为d的平行金属板A、B之间有一个很强的匀强磁场,磁感应强度为B,将一束等离子体(大量质量为m,带电量为e的正负带电粒子)由静止通过电压为U的电场加速后沿垂直于B的方向喷入磁场,A、B两板间便产生电压。如果把A、B和用电器连接,A、B就是一个直流电源的两个电极,不计A、B板间等离子体的电阻,求:
(1)等离子体喷入磁场时的速度v;
(2)稳定时A、B板间的电势差。
(1)等离子体喷入磁场时的速度v;
(2)稳定时A、B板间的电势差。
更新时间:2023-12-07 23:33:02
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【知识点】 磁流体发电机的相关计算
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【推荐1】五、电与磁
人类对电现象、磁现象的研究由来已久,电能生磁,磁也能生电。
1.图(a)是扬声器的内部结构示意图,线圈两端加有与声音频率相同的电压。图(b)是动圈式话筒构造示意图,当有人在话筒前说话时,声音使膜片振动带动磁场内的线圈发生相应的振动。扬声器和动圈式话筒工作时分别利用了2.如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的感应电动势随时间变化的图像分别如图乙中的曲线a、b所示。曲线a表示的电动势的频率为
3.如图所示为磁流体发电的示意图。两块相同的平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)喷入磁场,P、Q两板间便产生电压。如果把P、Q和定值电阻R连接,P、Q就是一个直流电源的两个电极。
(1)P板是电源的
(2)若P、Q两板长为l1、宽为l2、相距为d,板间的磁场近似看作匀强磁场,磁感应强度为B,等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向射入磁场。若稳定时等离子体在两板间均匀分布,电阻率为ρ,忽略边缘效应。这个发电机的电动势大小为
(1)求棒ab的质量m;
(2)求棒ab由静止起运动至v=2m/s的过程中,灯泡产生的热量QR;
(3)为了提高棒ab下滑过程中灯泡的最大功率,试通过计算提出可行的措施。某同学解答如下:灯泡的最大功率为,因此可以通过增大磁感应强度B来提高棒ab下滑过程中灯泡的最大功率。该同学的结果是否正确?若正确,请写出其他两条可行的措施;若不正确,请说明理由并通过计算提出两条可行的措施。
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【推荐2】磁流体发电的工作原理示意如图.图中的长方体是发电导管,其中空部分的长、高、宽分别为,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.整个发电导管处于匀强磁场中,磁感应强度为B,方向如图垂直前后侧面.发电导管内有电阻率为的高温高速电离气体沿导管向右流动,并通过专用管道导出.由于运动的电离气体受到磁场作用,产生了电动势.已知气体在磁场中的流速为,
求:(1)磁流体发电机的电动势E的大小;
(2)磁流体发电机对外供电时克服安培力做功的功率多大;
(3)磁流体发电机对外供电时的输出效率.
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【推荐3】磁流体发电是一种新型发电方式,其工作原理与霍尔效应类似。图中尺寸已知的中空长方体是发电导管,前、后两个侧面是绝缘体,上、下两个侧面是电阻可以忽略的导体电极,通过导线与阻值为R的负载连接,上、下导体电极之间电阻为r。发电导管处于磁感应强度为B、方向与前、运动方向后平面垂直的匀强磁场中。由电荷量为q的正电荷组成的电离气体沿导管以速度v向右流动,流速处处相等。电离气体在发电导管两端所受压强差恒定,所受阻力与流速成正比,比例系数为k。
(1)发电导管上下表面那个表面带正电荷?若把该发电机视为一个电源,则其内部的非静电力是什么力,其大小是多少?
(2)发电机的电动势是多少?回路中的电流强度是多少?
(3)发电导管的输入功率是多少?发电机的效率是多少?
(1)发电导管上下表面那个表面带正电荷?若把该发电机视为一个电源,则其内部的非静电力是什么力,其大小是多少?
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