摘要:原理:水平方向匀速直线运动,竖直方向自由落体,求初速度.
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如图C-1是一种直线电动机的示意图.水平面上有两根很长的平行直导轨,导轨间有竖直(垂直纸面)方向的等距离间隔的匀强磁场B1和B2,导轨上有金属框A,框的宽度与磁场间隔相等,当匀强磁场B1和B2同时以恒定速度v0沿平行于直轨道方向运动时,金属框也会因此沿直导轨运动.这是一类磁悬浮列车运行的原理.如果金属框下始终有这样的磁场,金属框就会一直运动下去.设金属框垂直导轨的边长为L=0.2m、电阻R=1.6Ω,B1=B2=1T,磁场运动速度v0=4m/s.求:
(1)若匀强磁场B2的方向如图所示,为使金属框运动,请在图中左端B1位置处画出B1的方向;
(2)金属框运动的方向;
(3)若金属框运动时不受阻力作用,金属框的最大速度,并简述理由;
(4)若金属框运动时受到恒定的阻力0.1N作用时,求当金属框达到最大速度时,为维持运动,磁场必须提供的功率.
磁流体动力发电机的原理如图所示,一个水平放置的上下、前后封闭的横截面为矩形的塑料管,其宽度为l,高度为h,管内充满电阻率为ρ的某种导电流体(如水银).矩形塑料管的两端接有涡轮机,由涡轮机提供动力使流体通过管道时具有恒定的水平向右的流速v0.管道的前、后两个侧面上各有长为d的相互平行且正对的铜板M和N.实际流体的运动非常复杂,为简化起见作如下假设:①垂直流动方向横截面上各处流体的速度相同;②流体不可压缩;③当N、N之间有电流通过时,电流只从M、N之间正对的区域内通过.
(1)若在两个铜板M、N之间的区域加有竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场,则当流体以稳定的速度v0流过时,两铜板M、N之间将产生电势差.求此电势差的大小,并判断M、N两板哪个电势较高;
(2)用电阻可忽略不计的导线将铜板M、N外侧相连接(设电流只分布在M、N之间的长方体内),由于此时磁场对流体有力的作用,使流体的稳定速度变为v(v<v0),求磁场对流体的作用力;
(3)为使速度增加到原来的值v0,涡轮机提供动力的功率必须增加,假设流体在流动过程中所受的阻力与它的流速成正比,试导出新增加功率的表达式.
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(1)若在两个铜板M、N之间的区域加有竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场,则当流体以稳定的速度v0流过时,两铜板M、N之间将产生电势差.求此电势差的大小,并判断M、N两板哪个电势较高;
(2)用电阻可忽略不计的导线将铜板M、N外侧相连接(设电流只分布在M、N之间的长方体内),由于此时磁场对流体有力的作用,使流体的稳定速度变为v(v<v0),求磁场对流体的作用力;
(3)为使速度增加到原来的值v0,涡轮机提供动力的功率必须增加,假设流体在流动过程中所受的阻力与它的流速成正比,试导出新增加功率的表达式.
磁流体动力发电机的原理如图所示,一个水平放置的上下、前后封闭的横截面为矩形的塑料管,其宽度为l,高度为h,管内充满电阻率为ρ的某种导电流体(如水银)。矩形塑料管的两端接有涡轮机,由涡轮机提供动力使流体通过管道时具有恒定的水平向右的流速v0。管道的前、后两个侧面上各有长为d的相互平行且正对的铜板M和N。实际流体的运动非常复杂,为简化起见作如下假设:①垂直流动方向横截面上各处流体的速度相同;②流体不可压缩。
(1)若在两个铜板M、N之间的区域加有竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场,则当流体以稳定的速度v0流过时,两铜板M、N之间将产生电势差。求此电势差的大小,并判断M、N两板哪个电势较高;
(2)用电阻可忽略不计的导线将铜板M、N外侧相连接,由于此时磁场对流体有力的作用,使流体的稳定流速变为v(v<v0),求磁场对流体的作用力;
(3)为使流体的流速增加到原来的值v0,涡轮机提供动力的功率必须增加,假设流体在流动过程中所受的阻力与它的流速成正比,试推导出新增加功率的表达式。
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磁流体动力发电机的原理如图所示,一个水平放置的上下、前后封闭的横截面为矩形的塑料管,其宽度为l,高度为h,管内充满电阻率为ρ的某种导电流体(如水银).矩形塑料管的两端接有涡轮机,由涡轮机提供动力使流体通过管道时具有恒定的水平向右的流速v.管道的前、后两个侧面上各有长为d的相互平行且正对的铜板M和N.实际流体的运动非常复杂,为简化起见作如下假设:①垂直流动方向横截面上各处流体的速度相同;②流体不可压缩;③当N、N之间有电流通过时,电流只从M、N之间正对的区域内通过.
(1)若在两个铜板M、N之间的区域加有竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场,则当流体以稳定的速度v流过时,两铜板M、N之间将产生电势差.求此电势差的大小,并判断M、N两板哪个电势较高;
(2)用电阻可忽略不计的导线将铜板M、N外侧相连接(设电流只分布在M、N之间的长方体内),由于此时磁场对流体有力的作用,使流体的稳定速度变为v(v<v),求磁场对流体的作用力;
(3)为使速度增加到原来的值v,涡轮机提供动力的功率必须增加,假设流体在流动过程中所受的阻力与它的流速成正比,试导出新增加功率的表达式.
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(1)若在两个铜板M、N之间的区域加有竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场,则当流体以稳定的速度v流过时,两铜板M、N之间将产生电势差.求此电势差的大小,并判断M、N两板哪个电势较高;
(2)用电阻可忽略不计的导线将铜板M、N外侧相连接(设电流只分布在M、N之间的长方体内),由于此时磁场对流体有力的作用,使流体的稳定速度变为v(v<v),求磁场对流体的作用力;
(3)为使速度增加到原来的值v,涡轮机提供动力的功率必须增加,假设流体在流动过程中所受的阻力与它的流速成正比,试导出新增加功率的表达式.
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