组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 磁场 > 带电粒子在复合场中的运动 > 磁流体发电机 > 磁流体发电机的相关计算
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:32 题号:22809838
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?

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解答题 | 适中 (0.65)
【推荐1】磁流体发电机如图所示,高温燃烧室中产生等离子体,经喷管提速后,等离子体以的速度均匀地进入发电通道。发电通道有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小。已知矩形发电通道长、宽、高,等离子体的电阻率,发电机内阻可等效为纯电阻。若外电阻,求:
(1)发电机的电动势E和内阻r
(2)理想电流表的示数I
(3)发电机的输出功率
2021-04-30更新 | 211次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
【推荐2】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
2018-02-09更新 | 320次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】磁流体发电机可简化为如下模型:两块长、宽分别为ab的平行金属板,彼此相距L,板间通入已电离的气流,两板间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场方向与两板平行,并与气流垂直,如图所示,在磁场的作用下,气流中的正、负离子分别向两板移动形成电流,该气流的电阻率为,将两板分别与两根水平放置的光滑金属导轨连接,电阻为R的金属棒垂直于导轨放置且接触良好,棒的中点用细绳经光滑定滑轮与质量为m的物体相连,导轨间的距离为d,导轨间存在竖直向下的大小为的匀强磁场,重力加速度为g,为使物体保持静止,则通入气流的速度v应为多大?(计算结果用题目中所给出的字母表示)
2021-04-25更新 | 247次组卷
共计 平均难度:一般