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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)运动员冲出跳台后与雪面的撞击点离a点的距离;
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(3)运动员停止运动时离b点的距离.

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该同学的分析过程存在一个错误,请指出该错误并改正后再求出正确结果.

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B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1约5Ω)
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①请你在方框中画出实验电路图(标注所用器材符号)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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