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磁流体发电是一种新型发电方式,图甲和图乙是其工作原理示意图.图甲中的A、B是电阻...

磁流体发电是一种新型发电方式,图甲和图乙是其工作原理示意图.图甲中的AB是电阻可忽略的导体电极,两个电极间的间距为d,这两个电极与负载电阻相连.假设等离子体(高温下电离的气体,含有大量的正负带电粒子)垂直于磁场进入两极板间的速度均为v0.整个发电装置处于匀强磁场中,磁感应强度强度大小为B,方向如图乙所示.

1)开关断开时,请推导该磁流体发电机的电动势E的大小;

2)开关闭合后,

a.如果电阻R的两端被短接,此时回路电流为I,求磁流体发电机的等效内阻r

b.我们知道,电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置,请你分析磁流体发电机的非静电力是由哪个力充当的,其工作过程如何.

 

(1)E=Bdv0;(2)a、;b、洛伦兹力,使正电荷向A板汇聚,负电荷向B板汇聚。 【解析】(1)等离子体射入两板之间时,正离子受向上的洛伦兹力而偏向A极板,同时负离子偏向B极板,随着离子的不断积聚,在两板之间形成了从A到B向下的附加电场,当粒子受的电场力与洛伦兹力相等时,粒子不再偏转,此时两板的电势差即为发电机的电动势,满足 ,解得E=Bdv0 (2)开关闭合后, a.如果电阻R的两端被短接,此时回路电流为I,求磁流体发电机的等效内阻: b.由(1)的分析可知,洛伦兹力使正电荷向A板汇聚,负电荷向B板汇聚。  
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考点分析:
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如图,空间存在方向垂直于纸面(xoy平面)向里的磁场,在x0区域,磁感应强度的大小均为B0.在x<0区磁感应强度的大小均为2B0.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正方向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x轴正方向时(不计带电粒子重力),求:

1)粒子与O点间的距离;

2)粒子运动的时间;

 

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如图所示,长l=1m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球所带电荷量q=1.0×10-6C,匀强电场的场强E=3.0×103N/C,取重力加速度g=10m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8.求:

1)小球所受电场力F的大小.

2)小球的质量m

3)剪断细线后,小球将做何种运动,并说明依据.

 

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在如图所示的甲、乙电路中,电源的电动势E=3V,内电阻r=1.0Ω,电阻R=2.0Ω,电动机的内阻R=2.0Ω,求:

1)甲图中闭合开关S后,电阻R的功率;

2)乙图中闭合开关S后,电路中的电流为0.5A,电动机的热功率及输出功率;

 

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在电场中把2.0×10-9C的正电荷从A点移动到B点.电场力做了1.0×10-7J的正功.求:

1AB间的电势差;

2)选B点为零电势参考点,A点的电势;

 

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利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻,电路如图所示.要求尽量减小实验误差

1)现有电流表(0~0.6A)、开关和导线若干,以及以下器材:

A.电压表(015V)             

B.电压表(03V

C.滑动变阻器(020Ω)         

D.滑动变阻器(0500Ω),

实验中电压表应选用_________;滑动变阻器应选用________;(选填相应器材前的字母)

2)某位同学记录的6组数据如表所示,其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上,请在坐标纸上标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线_________

3)根据(2)中所画图线可得出干电池的电动势E=_______V,内电阻r=________Ω

4)实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U以及干电池的输出功率P都会发生变化.图3的各示意图中正确反映P-U关系的是___________

 

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