如图所示是一种电磁泵的原理图,截面为矩形的导管PQ是运送导电液体用的,它的截面长为A.宽为b.导管的上、下两面有两块导体C.D,处于相对的位置,分别与电源的正、负极相连,通过的电流大小为I.导管的其他部分都是绝缘的.导管的通电部分位于匀强磁场中,磁场的方向与电流方向垂直,水平向右,大小为B,磁场区域的宽度为l.设液体在导管内流动时受到的阻力f的大小跟液体的流动速度v成正比,比例系数为k(即f=kv).
(1)导管内导电液体向哪个方向流动,稳定的流动速度v0多大?
(2)已知导管内液体单位体积内的参与导电的自由电荷的数目为n、每个自由电荷的电荷量为q.求参与导电的自由电荷定向移动的平均速率.
大气中存在可自由运动的带电粒子,其密度随距地面高度的增加而增大,可以把离地面l="50" km以下的大气看作是具有一定程度漏电的均匀绝缘体(即电阻率较大的物质);离地面50 km以上的大气则可看作是带电粒子密度非常高的良导体.地球本身带负电,其周围空间存在电场,离地面l="50" km处与地面之间的电势差约为U=3.0×105 V.由于电场的作用,地球处于放电状态,但大气中频繁发生雷暴又对地球充电,从而保证了地球周围电场恒定不变.统计表明,雷暴每秒带给地球的平均电荷量约为q="1" 800 C.试估算大气电阻率ρ和地球漏电功率P.(已知地球半径r="6" 400 km,结果保留一位有效数字)
.某一用直流电动机提升重物的装置如图所示,重物的质量m="50" kg,稳定电压U=110 V,不计各处摩擦,当电动机以v="0.90" m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I="5" A,试计算电动机线圈的电阻为多少欧?(g取10 m/s2)
一只电阻接到稳压电源上后,消耗的电功率为110 W.通过3 C电荷量时,有330 J的电能转化成热能,求通过电阻的电流.
一台小型发动机在3 V电压下工作,通过它的电源的电流是0.2 A,用此电动机提升重力为4 N的物体时,在30 s内可使该物体匀速提升3 m.若不计除电动机线圈发热以外的其他能量损失,求在提升重物的30 s内,电动机线圈所产生的热量.
如图14-5-6所示,为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻为r="1" Ω,电动机两端电压为5 V,电路中的电流为1 A,物体A重20 N,不计摩擦力,求:
图14-5-6
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少?
(2)电动机输入功率和输出功率各是多少?
(3)10 s内,可以把重物A匀速提升多高?
(4)这台电动机的机械效率是多少?