Question

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M、N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？

 

Answer 1

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，M，N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电=I2Rt=22×29×8×3600J=3.34×106J

提示：