题目内容
磁流体发电是一种新型发电方式，图4中图（1）和图（2）是其工作原理示意图.图（1）中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻RL相连.整个发电导管处于图（2）中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图所示.发电导管内有电阻率为ρ的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出.由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势.发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同.设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为v0，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差Δp维持恒定，求:
图4
（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F为多大？?
（2）磁流体发电机的电动势E的大小；?
（3）磁流体发电机发电导管的输入功率P.?
(1)F=abΔp
解析:
（1）不存在磁场时，由力的平衡得F=abΔp.
（2）设磁场存在时的气体流速为v，则磁流体发电机的电动势E=Bav
回路中的电流
电流I受到的安培力
设F′为存在磁场时的摩擦阻力，依题意
存在磁场时，由力的平衡得abΔp=F安+F′
根据上述各式解得
（3）磁流体发电机发电导管的输入功率P=abvΔp
由能量守恒定律得P=EI+F′v
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