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由于受地球信风带和盛西风带的影响,在海洋中形成一种河流称为海流,海流中蕴藏着巨大的动力资源.据统计,世界大洋中所有海洋的发电能力达109kW.早在19世纪法拉第就曾设想利用磁场使海洋发电,因为海水中含有大量的带电离子,这些离子随海流做定向运动,如果有足够强的磁场能使这些带电离子向相反方向偏转,便有可能发出电来.目前,日本的一些科学家将计划利用海流建造一座容量为1500kW的磁流体发电机.如图所示为一磁流体发电机的原理示意图,上、下两块金属板MN水平放置浸没在海水里,金属板面积均为S=60m2,板间相距d=120m,海水的电阻率=0.5/m.在金属板之间加一匀强磁场,磁感应强度B=0.1T,方向由南向北,海水从东向西以v=5m/s流过两金属板之间,将在两板之间形成电势差.

 

  (1)达到稳定状态时,哪块金属板的电势较高?

 

  (2)由金属板和海水流动所构成的电源的电动势E及其内电阻r各为多少?

 

  (3)若用此发电装置给一电阻为29的航标灯供电,则在8h内航标灯所消耗的电能为多少?

 

答案:见详解
解析:

(1)由左手定则可知:N板电势较高.

  (2)当带电离子在两板之间所受电场力与洛伦兹力相互平衡时,MN两板之间的电势差即为电源电动势E

  qvB=,故E=Bvd=0.1×5×120V=60V

  内电阻r==0.5×=1W

  (3)由闭合电路欧姆定律可知电路中的电流

      

  则在8h内航标灯所消耗的电能

   E=I2Rt=22×29×8×3600J=3.34×106J

 

 


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练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:038

由于受地球信风带和盛西风带的影响,在海洋中形成一种河流称为海流,海流中蕴藏着巨大的动力资源.据统计,世界大洋中所有海洋的发电能力达109kW.早在19世纪法拉第就曾设想利用磁场使海洋发电,因为海水中含有大量的带电离子,这些离子随海流做定向运动,如果有足够强的磁场能使这些带电离子向相反方向偏转,便有可能发出电来.目前,日本的一些科学家将计划利用海流建造一座容量为1500kW的磁流体发电机.如图所示为一磁流体发电机的原理示意图,上、下两块金属板MN水平放置浸没在海水里,金属板面积均为S=60m2,板间相距d=120m,海水的电阻率=0.5/m.在金属板之间加一匀强磁场,磁感应强度B=0.1T,方向由南向北,海水从东向西以v=5m/s流过两金属板之间,将在两板之间形成电势差.

 

  (1)达到稳定状态时,哪块金属板的电势较高?

 

  (2)由金属板和海水流动所构成的电源的电动势E及其内电阻r各为多少?

 

  (3)若用此发电装置给一电阻为29的航标灯供电,则在8h内航标灯所消耗的电能为多少?

 

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由于受地球信风带和盛西风带的影响,在海洋中形成一种河流叫做海流.海流中蕴藏着巨大的动力资源,据统计,世界大洋中有海洋的发电能力可达109 KW.早在19世纪法拉弟就曾设想,利用磁场使海洋发电.

海洋中含大量的带电离子,这些离子随海流做定向运动,如果有足够强的磁场能使这些带电离子向相反方向偏转,便有可能发出电来.目前,日本的一些科学家将设计利用海流建造一座容量为1500 KW的磁流体发电机.

如图,为一个磁流体发电机的原理示意图.上、下两块金属板M、N水平放置浸没在海水里,金属板面积为s=1×103 m2,板间相距d=100 m,海水的电阻率ρ=0.25 Ωm.在金属板间加一匀强磁场,磁感应强度为B=0.1 T,方向由南向北,海水从东向西以速度v=5 m/s流过两金属板间,将在两板间形成电势差.

(1)达到稳定状态时,哪块金属板的电势较高?

(2)由金属板和海水所构成的电源的电动势E及其内阻r各为多大?

(3)若用此发电装置给一个电阻为20 Ω的航标灯供电,则在8 h内航标灯所消耗的电能是多少?

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由于受地球信风带和盛西风带的影响,在海洋中形成一种河流称为海流.海流中蕴藏着巨大的动力资源.据统计,世界大洋中所有海洋的发电能力达109 kW.早在19世纪法拉第就曾设想,利用磁场使海流发电,因为海水中含有大量的带电离子,这些离子随海流做定向运动,如果有足够强的磁场能使这些带电离子向相反方向偏转,便有可能发出电来.目前,日本的一些科学家将计划利用海流建造一座容量为1 500 kW的磁流体发电机.如图所示为一磁流体发电机的原理示意图,上、下两块金属板MN水平放置浸没在海水里,金属板面积均为S=l×102 m2,板间相距d=100 m海水的电阻率ρ=0.25 Ω·m在金属板之间加一匀强磁场,磁感应强度B=0.1 T,方向由南向北,海水从东向西以速度v=5 m/s流过两金属板之间,将在两板之间形成电势差.

(1)达到稳定状态时,哪块金属板的电势较高?

(2)由金属板和海水流动所构成的电源的电动势E及其内电阻r各为多少?

(3)若用此发电装置给一电阻为20 Ω的航标灯供电,则在8 h内航标灯所消耗的电能为多少?

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