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磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用.图1是在平静海面上某实验船的示意...

磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用.图1是在平静海面上某实验船的示意图,磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成.
如图2所示,通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m.工作时,在通道内沿z轴正方向加B=8.0T的匀强磁场;沿x轴负方向加匀强电场,使两金属板间的电压U=99.6V;海水沿y轴方向流过通道.已知海水的电阻率ρ=0.20Ω•m.
(1)船静止时,求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向;
(2)船以vs=5.0m/s的速度匀速前进.若以船为参照物,海水以5.0m/s的速率涌入进水口,由于通道的截面积小于进水口的截面积,在通道内海水速率增加到vd=8.0m/s.求此时两金属板间的感应电动势U
(3)船行驶时,通道中海水两侧的电压按U′=U-U计算,海水受到电磁力的80%可以转化为对船的推力.当船以vs=5.0m/s的速度匀速前进时,求海水推力的功率.
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(1)通电后,海水受到安培力,由安培力公式即可求得海水受到的推力; (2)由导体切割磁感线时的感应电动势的公式可求得感应电动势; (3)由欧姆定律可求得电流大小,再由安培力公式可求得安培推力,由题意可得船受到的推力,由功率公式可求得推力的功率. 【解析】 (1)根据安培力公式,推力F1=I1Bb,其中I1= 则 对海水推力的方向沿y轴正方向(向右) 电源接通瞬间推进器对海水推力的大小为796.8N,方向沿y轴正方向; (2)感应电动势:U感=BVdb=9.6V 即感应电动势为9.6V; (3)根据欧姆定律,I2= 安培推力F2=I2B b=720 N 对船的推力F=80% F2=576 N 推力的功率P=Fvs=80% F2vs=2880W 海水推力的功率为2880W.
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考点分析:
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(1)在t=0时刻释放该带电粒子,释放瞬间粒子加速度的大小;
(2)若A板电势变化周期T=1.0×10-5s,在t=0时将带电粒子从紧临B板处无初速释放,粒子达到A板时动量的大小;
(3)A板电势变化频率多大时,在t=manfen5.com 满分网到t=manfen5.com 满分网时间内从紧临B板处无初速释放该带电粒子,粒子不能到达A板.
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(1)运动员在AB段下滑到B点的速度大小;
(2)若不计阻力,运动员在AB段下滑过程中下降的高度;
(3)若运动员的质量为60kg,在AB段下降的实际高度是50m,此过程中他克服阻力所做的功.

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(1)游标为20分度(测量值可准确到0.05mm)的卡尺示数如图1所示,两侧脚间狭缝的宽度为______mm.用激光照射该狭缝,在屏上出现衍射条纹.如果减小狭缝的宽度,衍射条纹的宽度将变______
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(2)某同学用图2所示电路,测绘标称“3.8V,0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.
①除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:
电流表:A1(量程100mA,内阻约2Ω);A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω);
电压表:V1(量程5V,内阻约5kΩ);V2(量程15V,内阻约15kΩ);
滑动变阻器:R1(阻值范围0~10Ω);R2(阻值范围0~2kΩ);
电源:E1(电动势为1.5V,内阻约为0.2Ω);E2(电动势为4V,内阻约为0.04Ω);
为了调节方便,测量准确,试验中应选用电流表______,电压表______.滑动变阻器______,电源______;(填器材的符号)
②根据试验数据,计算并描绘处R-U的图象如图3所示,由图象可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为______Ω;当所加电压为3.00V时,灯丝电阻为______Ω,灯泡实际消耗的电功率为______W.
③根据R-U图象,可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系.符合该关系的示意图是下列图中的______
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如图所示,均强磁场的方向垂直纸面向里,一带电微粒从磁场边界d点垂直与磁场方向射入,沿曲线dpa打到屏MN上的a点,通过pa段用时为t.若该微粒经过p点时,与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒,最终打到屏MN上.两个微粒所受重力均忽略.新微粒运动的( )
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A.轨迹为pb,至屏幕的时间将小于t
B.轨迹为pc,至屏幕的时间将大于t
C.轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t
D.轨迹为pa,至屏幕的时间将大于t
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A.木块B所受摩擦力大小是9N
B.木块B所受摩擦力大小是7N
C.木块A所受摩擦力大小是12.5N
D.木块A所受摩擦力大小是11.5N
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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