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    4．磁流体发电是一种新型发电方式，图1和图2是其工作原理示意图．图1中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，这两个电极与负载电阻RL相连．整个发电导管处于图2中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图所示．发电导管内有电阻率为ρ的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出．由于运动的电离气体受到磁场作用，这样将在导电管上下表面积累异种电荷，从而在上下表面之间产生了电势差．发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同．设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为v0，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差△p维持恒定，求：

    （1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大；
    （2）存在磁场时，磁流体发电机的电动势E的大小．

    分析 （1）不存在磁场时，由力的平衡得F；
    （2）运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势，相当于电源，E=Blv，外电路闭合后，根据欧姆定律、电阻定律结合平衡条件即可电场强度．

    解答 解：（1）不存在磁场时，由力的平衡得F=ab△p；
    （2）设磁场存在时的气体流速为v，则磁流体发电机的电动势E=Bav
    回路中的电流I=$\frac{Bav}{{R}_{x}+\frac{ρa}{bl}}$
    电流I受到的安培力F安=$\frac{{B}^{2}{a}^{2}v}{{R}_{x}+\frac{ρa}{bl}}$
    设F′为存在磁场时的摩擦阻力，依题意，有：
    $\frac{F′}{F}$=$\frac{v}{{v}_{0}}$
    存在磁场时，由力的平衡得：
    ab△p=F安+F′
    根据上述各式解得：
    E=$\frac{Ba{v}_{0}}{1+\frac{{B}^{2}a{v}_{0}}{b△p（{R}_{x}+\frac{ρa}{bl}）}}$；
    答：（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F为ab△p；
    （2）存在磁场时，磁流体发电机的电动势E的大小为$\frac{Ba{v}_{0}}{1+\frac{{B}^{2}a{v}_{0}}{b△p（{R}_{x}+\frac{ρa}{bl}）}}$．

    点评 要注意电阻定律中导体的长度是导体顺着电流方向的长度，图中内电路是导体长度是a，容易搞错．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．内蒙古是我国北部的风能富集区，拥有得天独厚的风力资源．为了有效地利用自然环保能源，缓解城市用电压力，在2008年北京奥运会之前分两期兴建了总装机容量为12万千瓦的风力发电厂．建成后，采用110kV电压向北京输电．从内蒙古到北京的输电线电阻的总阻值约为5Ω．
    （1）求输电导线损耗的功率；
    （2）把输电电压提高到220kV，求输电导线损耗的功率．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    15．下列说法中正确的是（　　）
    A．以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的电场强度大小都相等
    B．公式E=$\frac{kQ}{{r}^{2}}$中的Q是放入电场中检验电荷的电荷量
    C．公式E=$\frac{F}{q}$只适用于真空中的电场
    D．F=$\frac{k{Q}_{1}{Q}_{2}}{{r}^{2}}$中，$\frac{k{Q}_{2}}{{r}^{2}}$是点电荷Q2在点电荷Q1处的场强大小，而$\frac{k{Q}_{1}}{{r}^{2}}$是点电荷Q1在电荷Q2处的场强大小

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．如图所示，轻弹簧的劲度系数为k，小球的质量为m，平衡时小球在A位置．今用力F将小球向下压缩x至新的平衡位置B，则此时弹簧的弹力大小为（　　）
    A．kxB．mg+kxC．FD．mg-kx

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    19．如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点速度减为零．不计空气阻力，重力加速度为g．关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的有（　　）
    A．小球克服阻力做的功为mghB．小球克服阻力做的功为mgH
    C．小球的机械能减少了mgHD．小球的机械能减少了mg（H+h）

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    9．如图为静电除尘机理的示意图，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是（　　）
    A．到达集尘极的尘埃带负电荷
    B．电场方向由放电极指向集尘极
    C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
    D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    16．如图为某同学利用自由落体运动测重力加速度g的实验装置．
    ①请指出该实验装置中的两处错误打点计时器不能用直流电供电，重物离打点计时器太远．
    ②一般在操作正确和计算方法正确的情况下，利用该装置测得的重力加速度值小于 9.8m/s2（9.8m/s2当地加速度值）（填“大于”、“等于”或“小于”），出现这样的结果原因是重物在运动过程中存在阻力．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    13．雨伞旋转时，有雨滴从伞的边缘甩出．则雨滴（　　）
    A．被甩出时具有沿伞切线方向的速度
    B．被甩出时具有沿伞切线方向的加速度
    C．被甩出后作直线运动
    D．被甩出后作曲线运动

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    3．如图所示的实验装置可以用来验证力的平行四边形定则，带有滑轮的方木板竖直放置，为了便于调节绳子拉力的方向，滑轮可以安放在木板上的多个位
    （1）请把下面的实验步骤补充完整
    ①三段绳子各自悬挂一定数目的等质量钩码，调整滑轮在木板上的位置，使得系统静止不动
    ②把一张画有等间距同心圆的厚纸紧贴木板放置在绳子与木板之间，使得圆心位于绳子结点O处，用等间距同心圆作为画图助手，以方便做出力的图标，你认为本实验有必要测量钩码重力吗？答没有（填“有”或“没有”，不必说明理由）
    ③记录三段绳子悬挂钩码的个数以及三段绳子的方向
    ④三段绳子上的拉力FA，FB，FC可用钩码数量来表示，根据记录的数据作出力FA，FB，FC
    ⑤以FA，FB为邻边，画出平行四边形，如果FA、FB所夹的对角线与FC，近似共线等长，则在实验误差允许范围内验证了力的平行四边形定则．
    （2）如图所示，三段绳子上分别悬挂了3、4、5个钩码而静止不动，若图中OA，OB两端绳子与竖直方向的夹角分别为α、β，那么$\frac{sinα}{sinβ}$=0.75．

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