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目前世界上正在研究一种新型发电机——磁流体发电机,它电的原理图如图所示,设想在相...

目前世界上正在研究一种新型发电机——磁流体发电机,它电的原理图如图所示,设想在相距d的两平行金属板间加磁感应强度为B的匀强磁场,两板通过开关和灯泡相连,将气体加热电离后,由于正、负离子一样多,且带电荷量均为q,因而称为等离子体,将其以速度v喷入甲,乙两板之间,这时甲、乙两板就会聚集电荷,产生电压.这就是磁流体发电机的原理,它可以直接把内能转化为电能.试问:

1)图中哪个极板是发电机的正极?

2)发电机的电动势为多大?

3)设喷入两极板间的离子流每立方米中有n个负电荷, 离子流的横截面积为S,则发电机的最大功率为多大?

 

(1)甲板 (2) (3) 【解析】 (1)等离子体从左侧射入磁场,正离子受到向上的洛伦兹力的作用而偏向甲板,使甲板上积累正电荷,乙板上积累相应的负电荷,甲、乙两板成为电源的正、负两极,甲板是发电机的正极; (2)当开关断开时,甲、乙两极间的电压即为电源的电动势,稳定时,甲、乙两板积累的电荷不再增加,此时的等离子体所受的洛伦兹力与电场力恰好平衡,则有 得电源的电动势为 (3)理想状态下,喷入两极板间的离子流全部流向两极板,这时电源达到最大功率,此时,电路中的最大电流为 式中为在时间内喷入两极板间的正、负离子数的总和,即 所以发电机的最大功率为  
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如图所示,两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中,轨道两端在同一高度上,轨道是光滑的,两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放,MN为轨道的最低点,以下说法正确的是(   

 

A.两小球第一次到达轨道最低点时的速度

B.两小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力

C.小球第一次到达M的时间大于到达N的时间

D.在磁场中小球能到达轨道的另一端,在电场中不能到达轨道的另一端

 

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如图所示,为带负电的小物块,是一不带电的绝缘物块(设间无电荷转移),叠放在一起置于光滑绝缘的水平地面上,空间存在垂直于纸面向外的匀强磁场.现用水平恒力F作用在b物块上,在b物块一起向左运动的过程中,保持不变的物理量是(   

A.地面对的支持力 B.的压力

C.的摩擦力 D.运动的加速度

 

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目前有一种磁强计,用于测定地磁场的磁感应强度.磁强计的原理如图所示,电路有一段金属导体,它的横截面是宽为d、高为h的长方形,放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,导体中通有水平向右、大小为I的恒定电流两电极MN分别与金属导体的前后两侧接触,用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U.已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电荷量为eMN两点的电势分别为,下列说法正确的是(   

A.磁感应强度

B.增大h时,电势差U增大

C.电子定向移动的方向水平向左,

D.电子定向移动速率

 

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如图所示,MNP是以MN为直径的半圆弧上的三点,O为半圆弧的圆心,在O点存在的垂直纸面向里运动的匀速电子束.MOP=60°,在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,这时O点的电子受到的洛伦兹力大小为F1.若将M处长直导线移至P处,则O点的电子受到的洛伦兹力大小为F2.那么F2F1之比为( 

A. B. C.1:1 D.1:2

 

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显像管原理的示意图如图所示,当没有磁场时,电子束将打在荧光屏正中的O点,安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场,使电子束发生偏转.设垂直纸面向里的磁场方向为正方向,若使高速电子流打在荧光屏上的位置由点逐渐移动到点,下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是(   

A. B.

C. D.

 

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