20. PQ为一根足够长的绝缘细直杆,处于竖直的平面内,与水平夹角为q斜放,空间充满磁感应强度B的匀强磁场,方向水平如图11所示。一个质量为m,带有负电荷的小球套在PQ杆上,小球可沿杆滑动,球与杆之间的摩擦系数为m(m<tgq),小球带电量为q。现将小球由静止开始释放,试求小球在沿杆下滑过程中:

(1)小球最大加速度为多少?此时小球的速度是多少?

(2)下滑过程中,小球可达到的最大速度为多大?

图12
 
21.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,利用磁场使海流发电,因为海水中含有大量的带电离子,这些离子随海流作定向运动,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12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=1×103m2,板间相距d=100m,海水的电阻率=0.25Ω·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=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20Ω的航标灯供电,则在8h内航标灯所消耗的电能为多少?

 0  159189  159197  159203  159207  159213  159215  159219  159225  159227  159233  159239  159243  159245  159249  159255  159257  159263  159267  159269  159273  159275  159279  159281  159283  159284  159285  159287  159288  159289  159291  159293  159297  159299  159303  159305  159309  159315  159317  159323  159327  159329  159333  159339  159345  159347  159353  159357  159359  159365  159369  159375  159383  447348 

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