【題目】磁流體發(fā)電的原理與霍爾效應非常類似．如圖2所示，磁流體發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的水平管道，管道的長為L、寬為d、高為h，上下兩面是絕緣板．前后兩側(cè)面M、N是電阻可忽略的導體板，兩導體板與開關S和定值電阻R相連．整個管道置于磁感應強度大小為B、方向沿z軸正方向的勻強磁場中．管道內(nèi)始終充滿電阻率為ρ0的導電液體（有大量的正、負離子），且開關閉合前后，液體在管道進、出口兩端壓強差的作用下，均以恒定速率v0沿x軸正向流動，液體所受的摩擦阻力不變．

（1）求開關閉合前，M、N兩板間的電勢差大小U0；

（2）求開關閉合后，M、N兩板間的電勢差大小U；

（3）關于該裝置內(nèi)部能量轉(zhuǎn)化和各力做功，下列說法中正確的是（）

A.該發(fā)電機內(nèi)部由于電荷隨導電液體沿x軸方向運動，因此產(chǎn)生了垂直于x軸方向的洛倫茲力分量．這個力使電荷向側(cè)面兩板聚集，克服靜電力做功，形成電動勢，是電源內(nèi)部的非靜電力

B.閉合開關后，由于導電液體內(nèi)部產(chǎn)生了從M到N的電流，因此導電液體受到安培力的作用，安培力對流體做正功

C.雖然洛倫茲力不做功，但它的一個分量對電荷做正功，另一個分量對電荷做負功，以這兩個分量為媒介，流體的動能最終轉(zhuǎn)化為回路中的電能

D.為了維持流體勻速運動，管道兩端壓強差產(chǎn)生的壓力克服摩擦阻力和安培力做功，是整個發(fā)電機能量的來源

【答案】（1）（2）（3）A

【解析】（1）設帶電離子所帶的電荷量為q，當其所受的洛倫茲力與電場力平衡時， 保持恒定， ，解得：

（2）開關閉合后，M、N兩板間的電壓為R兩端的電壓

兩導體板間液體的電阻為：

根據(jù)歐姆定律，則有：

R兩端的電壓為

聯(lián)立得：

（3）當電荷運動時受到洛倫茲力作用，正電荷向M板積累，負電荷向N積累，兩板間形成了由M到N的電場，因此電荷向兩極板間運動時受到的洛倫茲力即為非靜電力，MN間的電場對電荷的作用力是靜電力，正是非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，A正確，B錯誤；為了維持流體勻速運動，管道兩端的壓強滿足，其中為安培力，f為洛倫茲力，故發(fā)電機能量來源非靜電力做功，D錯誤；流體的動能部分轉(zhuǎn)化為電能，C錯誤；選A.

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，輕繩AC與水平面夾角α＝30°，BC與水平面夾角β＝60°，若AC、BC能承受的最大拉力不能超過50N，那么重物G最重不能超過多少？(設懸掛重物G的繩CD強度足夠大)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為的“”形金屬細框豎直放置在兩水銀槽中，“”形框的水平細桿長.處于磁感應強度大小、方向水平向右的勻強磁場中，有一匝數(shù)匝、面積的線圈通過開關與兩水銀槽相連，線圈處于與線圈平面垂直的、沿豎直方向的勻強磁場中，其磁感應強度的大小隨時間變化的關系如圖乙所示。時閉合開關，瞬時細框跳起(細框跳起瞬間安培力遠大于重力)，跳起的最大高度，不計空氣阻力，取。下列說法正確的是( )

A. 0—0.10s內(nèi)線圈內(nèi)的感應電動勢大小為3V

B. 開關K閉合瞬間，CD間的電流方向向C到D

C. 磁感應強度的方向豎直向上

D. 開關K閉合瞬間，通過細桿CD的電荷量為0.03C

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學想測量電壓表的內(nèi)阻，實驗室提供了以下器材：

電壓表V：量程3V，內(nèi)阻待測；

電流表A1：量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2Ω；

電流表A2：量程1.5mA，內(nèi)阻約100Ω；

滑動變阻器R1：最大阻值10Ω，額定電流0.3A；

滑動變阻器R2：最大阻值50Ω，額定電流0.5A；

電源E：電動勢4.5V，內(nèi)阻不計；

多用電表、開關、導線若干。

回答下列問題：

（1）該同學先用多用電表粗測電壓表的內(nèi)阻，當選用“×10”擋測量時，指針位于圖1中a的位置，更換合適量程后重新測量，指針位于b位置，則該量程為___________選填 “×1”或“×100”）

（2）粗測后，該同學從上述器材中選擇合適器材，設計電路，重新進行實驗，請你在虛線框中畫出實驗電路圖，圖中各元件用題中所給的符號表示___________；

（3）經(jīng)正確操作后，該同學根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，在直角坐標系中描出了待測電壓表的U－I圖象，但不小心將右邊一部分丟失了，由圖3所示的部分圖象可得，電壓表內(nèi)阻的測量值RV＝___________Ω。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關圓周運動的基本模型，下列說法正確的是（ ）

A. 如圖a汽車通過拱橋的最高點處于超重狀態(tài)

B. 如圖b所示是一圓錐擺，若保持圓錐的高不變的同時增大θ，則圓錐擺的角速度變大

C. 如圖c兩小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置做勻速度圓周運動，則小球在B位置時角速度大

D. 火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，內(nèi)軌對火車輪緣會有擠壓作用

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，兩平行金屬導軌間的距離L=0.40m，金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=370，在導軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應強度B=0.50T、方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場．金屬導軌的一端接有電動勢E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源．現(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.040kg的導體棒ab放在金屬導軌上，導體棒靜止．導體棒與金屬導軌垂直、且接觸良好，導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5Ω，金屬導軌電阻不計，g取10m/s2．已知sin370=0.6，cos37=0.80，求：

（1）通過導體棒的電流；

（2）導體棒受到的安培力大��；

（3）導體棒受到的摩擦力；

（4）若其他條件不變，磁場的大小和方向可以調(diào)節(jié)，如圖乙所示，其中桿b與導軌之間的摩擦力可能為零的圖是.

（5）若導體棒在題目所述條件下沿導軌向下運動，通過傳感器測得電流隨時間均勻變化，如圖丙所示，求2s內(nèi)安培力對導體棒的沖量大小和方向．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】LED光源應用越來越廣泛，高折射率材料對提高LED的性能有很好作用。如圖所示，現(xiàn)有一用高折射率材料制成的半球體，右側(cè)豎直面鍍銀，光源S就在其對稱軸上。從光源S發(fā)出的一束光射到球面上的P點，其中一部分光經(jīng)球面反射后恰能豎直向上傳播，另一部分光折射入半球體內(nèi)，經(jīng)右側(cè)鍍銀面第一次反射恰能沿原路返回，若球半徑R＝2cm，材料折射率n＝，真空中光速為c＝3.0×108m/s。求：

Ⅰ．光射到球面上P點時的入射角θ1；

Ⅱ．該光束從進入球面到第一次傳到鍍銀面的時間t。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理實驗小組采用如圖甲所示的裝置研究平拋運動

（1）安裝實驗裝置的過程中，斜槽末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是_________

A．保證小球飛出時，速度既不太大，也不太小

B．保證小球飛出時，初速度水平

C．保證小球在空中運動的時間每次都相等

D．保證小球運動的軌跡是一條拋物線

（2）某同學每次都將小球從斜槽的同一位置無初速釋放，并從斜槽末端水平飛出。改變水平擋板的高度，就改變了小球在板上落點的位置，從而可描繪出小球的運動軌跡。某同學設想小球先后三次做平拋，將水平板依次放在如圖乙1、2、3的位置，且l與2的間距等于2與3的間距。若三次實驗中，小球從拋出點到落點的水平位移依次為x1、x2、x3，忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是_________。

A．x2-x1=x3-x2 B．x2-x1＜x3-x2 C．x2-x1＞x3-x2 D．無法判斷

（3）另一同學通過正確的實驗步驟及操作，在坐標紙上描出了小球水平拋出后的運動軌跡。部分運動軌跡如圖丙所示。圖中水平方向與豎直方向每小格的長度均為L，P1、P2和P3是軌跡圖線上的3個點，P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等。重力加速度為g．可求出小球從P1運動到P2所用的時間為_________，小球拋出時的水平速度為_________。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關于彈簧的彈性勢能，下列說法中正確的是（ ）

A．當彈簧變長時，它的彈性勢能一定增大

B．當彈簧變短時，它的彈性勢能一定變小

C．在拉伸長度相同時，k越大的彈簧，它的彈性勢能越大

D．彈簧在拉伸時的彈性勢能一定大于壓縮時的彈性勢能

查看答案和解析>>

同步練習冊答案