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下的正.负离子发生偏转.便可用来发电.如图为一利用风海流发电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.下题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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下的正、负离子发生偏转，便可用来发电。如图为一利用风海流发电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a，宽为b，两板间的距离为d。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B，方向由南向北，用导线将M、N外侧连接电阻为R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v，海水的电阻率为

，海水所受摩擦阻力与流速成正比，比例系数为k。
（1）求磁流体发电机电动势E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t时间内磁流体发电要消耗的总机械能。

解：（1）磁流体发电机电动势

用左手定则判断出正离子向N板偏转，因此N板的电势高
（2）两板间海水的电阻

回路中的电流

磁场对管道内海水的作用力

解得

，方向与υ方向相反（水平向东）
（3）在t时间内管道中海水移动的距离为

在t时间内克服摩擦阻力做的功

克服磁场力做的功

s
在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能

练习册系列答案

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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？

=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？

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叫做海流．海流中蕴藏着巨大的动力资源，据统计，世界大洋中有海洋的发电能力可达10⁹ KW．早在19世纪法拉弟就曾设想，利用磁场使海洋发电．

海洋中含大量的带电离子，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设计利用海流建造一座容量为1500 KW的磁流体发电机．

如图，为一个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，金属板面积为s＝1×10³ m²，板间相距d＝100 m，海水的电阻率ρ＝0.25 Ωm．在金属板间加一匀强磁场，磁感应强度为B＝0.1 T，方向由南向北，海水从东向西以速度v＝5 m/s流过两金属板间，将在两板间形成电势差．

(1)达到稳定状态时，哪块金属板的电势较高？

(2)由金属板和海水所构成的电源的电动势E及其内阻r各为多大？

(3)若用此发电装置给一个电阻为20 Ω的航标灯供电，则在8 h内航标灯所消耗的电能是多少？

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109 kW．早在19世纪法拉第就曾设想，利用磁场使海流发电，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1 500 kW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MN水平放置浸没在海水里，金属板面积均为S＝l×10² m²，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＝0.1 T，方向由南向北，海水从东向西以速度v＝5 m/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20 Ω的航标灯供电，则在8 h内航标灯所消耗的电能为多少？

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109 kW。早在19世纪法拉第就曾设想，利用磁场使海流发电，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1 500 kW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MN水平放置浸没在海水里，金属板面积均为S=l×10²m²，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20 Ω的航标灯供电，则在8 h内航标灯所消耗的电能为多少?

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