题目内容
20.某同学对某种抽水泵中的电磁泵模型进行了研究.如图电磁泵是一个长方体,ab边长为L1,左右两侧面是边长为L2的正方形,在泵头通入导电剂后液体的电阻率为ρ,泵体所在处有方向垂直向外的磁场B.工作时,泵体的上下两表面接在电压为U(内阻不计)的电源上,理想电流表示数为I,若电磁泵和水面高度差恒为h,不计水在流动中和管壁之间的阻力,重力加速度为g.则( )A. | 泵体上表面应接电源正极 | |
B. | 电磁泵对液体产生的推力大小为BIL1 | |
C. | 电源提供的电功率为$\frac{{{U^2}{L_2}}}{ρ}$ | |
D. | 在t时间内抽取水的质量为m,这部分水离开泵时的动能为UIt-mgh-I2$\frac{ρ}{{L}_{1}}$t |
分析 当泵体中电流向下时,安培力向左,故液体被抽出;根据电阻定律和欧姆定律列式求解电流表达式分析,根据安培力公式分析安培力大小情况.
解答 解:A、当泵体上表面接电源的正极时,电流从上向下流过泵体,这时受到的磁场力水平向左,拉动液体;故A正确;
B、由图可知,电流的方向为上下方向,所以磁场中的电流的长度为L2,所以电磁泵对液体产生的推力大小为BIL2.故B错误;
C、根据电阻定律,泵体内液体的电阻:R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ×$\frac{{L}_{2}}{{L}_{1}{L}_{2}}$=$\frac{ρ}{{L}_{1}}$;因此流过泵体的电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{U{L}_{1}}{ρ}$,那么液体消耗的电功率为P=$\frac{{U}^{2}{L}_{1}}{ρ}$,而电源提供的电功率为UI,故C错误;
D、若t时间内抽取水的质量为m,根据能量守恒定律,则这部分水离开泵时的动能为EK=UIt-mgh-I2$\frac{ρ}{{L}_{1}}$t,故D正确;
故选:AD
点评 本题关键是明确电磁泵的工作原理,要能够结合欧姆定律、电阻定律、安培力公式分析抽液高度的影响因素,不难.
练习册系列答案
相关题目
14.在研究“电磁感应现象”的实验中,所需的实验器材如图所示.现已用导线连接了部分实验电路.
(1)请把电路补充完整;
(2)实验时,将线圈A插入线圈B中,合上开关瞬间,观察到检流计的指针发生偏转,这个现象揭示的规律是闭合电路中磁通量发生变化时,闭合电路中产生感应电流;
(3)某同学设想使线圈B中获得与线圈A中相反方向的电流,可行的实验操作是BC
(1)请把电路补充完整;
(2)实验时,将线圈A插入线圈B中,合上开关瞬间,观察到检流计的指针发生偏转,这个现象揭示的规律是闭合电路中磁通量发生变化时,闭合电路中产生感应电流;
(3)某同学设想使线圈B中获得与线圈A中相反方向的电流,可行的实验操作是BC
A.抽出线圈A | B.插入软铁棒 |
C.使变阻器滑片P左移 | D.断开开关. |
8.如图所示的电路中,闭合开关后,将滑动变阻器R的滑片P向上移动,则有( )
A. | V1表读数变大 | B. | V2表读数变小 | C. | A表读数变小 | D. | 电源的功率变小 |
15.如图所示的闭合电路中,R1、R2、R3是固定电阻,R4是半导体材料做出的光敏电阻,当开关S闭合后在没有光照射时,电容不带电,当用强光照射R4时,( )
A. | 电容C上板带正电 | B. | 电容C下板带正电 | ||
C. | R4的阻值变大,路端电压增大 | D. | R4的阻值变小,电源总功率变小 |
12.可以用如图所示的电路测量电源电动势和内电阻.R1、R2、R3是三个阻值均等于2Ω的电阻,当K接通时,伏特表的示数为1V,当K断开时,伏特表的示数为0.8V,则电源电动势和内电阻分别为( )
A. | ε=1.5V r=0.5Ω | B. | ε=2.0V r=1.0Ω | ||
C. | ε=1.5V r=1.0Ω | D. | ε=2.0V r=0.5Ω |
10.如图所示,两个完全相同的甲、乙金属圆环,用绝缘细线绕过光滑定滑轮相连并悬吊着,处于静止状态,圆环各有一部分处在方向水平的匀强磁场中,圆环与磁场的边界交点分别为M、N、P、Q,且MN=PQ<环的直径,若磁场发生一个微小变化,两环受到的安培力均小于环的重力,则下列说法正确的是( )
A. | 甲、乙两个环仍保持静止 | |
B. | 甲环向下运动,乙环向上运动 | |
C. | 甲环有收缩趋势,乙环有扩张趋势 | |
D. | 甲环受到的安培力大于乙环受到的安培力 |