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如图所示为利用电磁作用输送非导电液体装置的示意图.一边长为、截面为正方形的塑料管...

如图所示为利用电磁作用输送非导电液体装置的示意图.一边长为6ec8aac122bd4f6e、截面为正方形的塑料管道水平放置,其右端面上有一截面积为A的小喷口,喷口离地的高度为h.管道中有一绝缘活塞,在活塞的中部和上部分别嵌有两根金属棒 a、 b,其中棒 b的两端与一电压表相连,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中.当棒 a中通有垂直纸面向里的恒定电流 I时,活塞向右匀速推动液体从喷口水平射出,液体落地点离喷口的水平距离为 s.若液体的密度为 6ec8aac122bd4f6e,不计所有阻力,

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求:(1)活塞移动的速度

(2)该装置的功率

(3)磁感强度B的大小

(4)若在实际使用中发现电压表的读数变小,试分析其可能的原因.

 

(1)    (2) (3) 【解析】(1)设液体从喷口水平射出的速度为v0,活塞移动的速度为v v0= v0A=vL2 v=()v0= (2)设装置功率为P,Δt时间内有Δm质量的液体从喷口射出 PΔt=Δm(-v2) ∵Δm=L2vΔtρ ∴P=L2vρ(-v2)=(1-) ∴P= (3)∵P=F安v  ∴L2ρv(-)=BILv ∴B= (4)∵U=BLv ∴喷口液体的流量减少,活塞移动速度减小,或磁场变小等会引起电压表读数变小 思路分析:(1)水做平抛运动,根据平抛运动的规律可以求得水的速度,由流量相同可以求得活塞移动的速度; (2)由能量的守恒可知,整个装置做的功都转化成了水的动能,求得水获得的功率即为整个装置的功率; (3)装置的功率即为安培力的功率,由功率的公式即可求得安培力的大小; (4)根据电动势的表达式U=BLv分析可以知道电压变小的原因. 试题
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目前,世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机,它可以把气体的内能直接转化为电能,如图所示,表示出了它的发电原理:将一束等离子体(即高温下申离的气体,含有大量的带正电和带负电的微粒,而从整体上呈中性),喷射入磁场,在场中有两块金属极板A、B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压,如果射入磁场的离子体的速度为v,金属平板的面积为S,极间距离为d,匀强磁场磁感强度为B,方向与v垂直,可调节的电阻R接在两极之间,设电离气体充满两极间的空间,其电阻率为ρ.

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求(1)通过电阻R的电流的大小和方向.

(2)两板间的电压.

(3)两极间的电场强度为最大的条件,以及最大电场强度值.

 

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在原子反应堆中抽动液态金属等导电液时,由于不允许传动机械部分与这些流体相接触,常使用一种电磁泵.图表示这种电磁泵的结构.将导管置于磁场中,当电流I穿过导电液体时,这种导电液体即被驱动.若导管的内截面积为a×h,磁场区域的宽度为L,磁感强度为B,液态金属穿过磁场区域的电流为I,请分析电磁泵工作的原理并求驱动所产生的压强差是多大?    

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如图所示,厚度为h宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A/之间会产生电热差,这种现象称为霍尔效应。实验表明,当磁场不太强时,电热差U、电流I和磁感应强度B的关系 6ec8aac122bd4f6e式中的比例系数K称为霍尔系数。

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霍尔效应可解释如下:外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成横向电场,横向电场对电子施加与洛仓兹力方向相反的静电力,当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板上下两面之间就会形成稳定的电势差。

设电流I是由电子的定向流动形成的,电子的平均定向速度为v,电量为e。回答下列问题:

(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势_____下侧面A的电势(填高于、低于或等于) 

(2)电子所受的洛伦兹力的大小为______。

(3)当导体板上下两面之间的电势差为U时,电子所受静电力的大小为_____。

(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件,证明霍尔系数为6ec8aac122bd4f6e,其中n代表导体板单位体积中电子的个数。

 

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如图所示的装置是一个高真空玻璃管,管中封有若干个金属电池,电极C是阴极,电子由此射出,电极A是阳极,保持在一高的正电位上,大多数电子都打到电极A,但是电极A中有一小孔,可以使一部分电子通过,这些穿过小孔的电子又被另一电极Aˊ所限制,Aˊ上有另一小孔,所以只有一细束的电子可以通过P与Pˊ两极板间的区域,电子通过这两极板区域后打到管的末端,使末端S处的荧光物质发光。水平放置的偏转板相距为d,长度为L,它的右端与荧光右端的距离为D。(1)当偏转板上不加电场和磁场时,电子水平打到荧光屏的O点;(2)当两偏转极板只加一匀强电场(场强为E)时,在荧光屏上S点出现一亮点,测出OS=H;(3)当偏转板中又加一垂直纸面向里的匀强磁场(磁感应强度为B)时发现电子又打到荧光屏的O点。若不考虑电子的重力,且荧光屏球面的曲率半径很大,可以近似视为平面。试根据上述测量数据求出电子的荷质比e/m。       

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如图所示为一个电磁流量计的示意图,截面为正方形的磁性管,其边长为d,内有导电液体流动,在垂直液体流动方向加一指向纸里的匀强磁场,磁感应强度为B。现测得液体a、b两点间的电势差为U,求管内导电液体单位时间的流量Q。

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