Question

由于受地球盛行风带的影响，海水在海洋表层形成了常年稳定的定向流动叫洋流。洋流中蕴藏着巨大的动力资源。据统计，世界大洋中所有洋流的发电能力达10⁹ kW。早在19世纪法拉第就曾设想，利用磁场使洋流发电。因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随洋流做定向运动，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。

如图为洋流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=1．0×10³m²，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=0．1T。方向由南向北，海水从东向西以速度v=5 m／s流过两金屑板之间，将在两板之间形成电势差。求：

(1)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?

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

Answer 1

解：(1)E=BLV  ①  =0．1×100×5=50V

r=ρ  ②  r=0.25=0．025Ω 

(2)W=·t  ③ 

W=3．6×106