由于受地球信风带和盛行西风带的影响,海洋中一部分海水做定向流动,称为风海流,风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子,这些离子随风海流做定向运动,如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转,便可用来发电。图11为一利用风海流经典的磁流体发电机原理示意图,用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道,在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M、N,金属板长为,宽为
,两板间的距离为
,将管道沿风海流方向固定在风海流中,在金属板之间加一水平匀强磁场,磁感应强度大小为
,方向由南向北,用导线将M、N外侧连接电阻为
的航标灯(图中未画出)。工作时,海水从东向西流过管道,在两金属板之间形成电势差,可以对航标灯供电,设管道内海水的流速处处相同,且速率恒为
,海水的电阻率为
,海水所受摩擦力与流速成正比,比例系数为
。
(1)求磁流体发电机电动势的大小,并判断M、N两板哪个板电势较高;
(2)由于管道内海水中有电流通过,磁场对管道内海水有力的作用,求此力的大小和方向;
(3)求在时间内磁流体发电机消耗的总机械能。
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一根长为L的丝线吊着一质量为m的带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37o角,现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响,重力加速度为g,sin370=0.6,cos370=0.8,求:
(1)匀强电场的电场强度的大小;
(2)求小球经过最低点时丝线拉力的大小。
如图9-11所示,在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd,其边长为L,总电阻为R,放在磁感应强度为B.方向竖直向下的匀强磁场的左边,图中虚线MN为磁场的左边界。线框在大小为F的恒力作用下向右运动,其中ab边保持与MN平行。当线框以速度v0进入磁场区域时,它恰好做匀速运动。在线框进入磁场的过程中,
(1)线框的ab边产生的感应电动势的大小为E 为多少?
(2)求线框a、b两点的电势差。
(3)求线框中产生的焦耳热。
如图所示,匀强磁场的磁感应强度,边长L=10cm的正方形线圈
共100匝,此线圈电阻
,线圈绕垂直于磁感线的对称轴
匀速转动,角速度为
,外电路电阻
,求:
(1)转动过程中感应电动势的最大值。
(2)交流电压表的示数。
输送4400kW的电功率,采用110kV高压输电,若不考虑电抗的影响,输电导线中的电流是多少安?如果用110V电压输电,输电导线中的电流将是多少?
长为L的轻绳一端系于固定点O,另一端系质量为m的小球.将小球从O点正下方处,以一定初速度水平向右抛出,经一定时间绳被拉直以后,小球将以O为支点在竖直平面内摆动。已知绳刚被拉直时,绳与竖直线成60°角,如右图所示,
⑴求:小球水平抛出时的初速度v0
⑵在绳被拉紧的瞬间,小球立即做圆周运动;求小球摆到最低点时,绳所受拉力T.