磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用.图甲是在平静海面上某实验船的示意图.磁流体推进器由磁体.电极和矩形通道组成．如图乙所示.通道尺寸a＝2.0 m.b＝0.15 m.c＝0.10 m．工作时.在通道内沿z轴正方向加B＝8.0 T的匀强磁场,沿x轴负方向加匀强电场.使两金属板间的电压U＝99.6 V,海水沿y轴方向流过题目和参考答案——青夏教育精英家教网——

题目内容

磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用，图甲是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成．如图乙所示，通道尺寸a＝2.0 m、b＝0.15 m、c＝0.10 m．工作时，在通道内沿z轴正方向加B＝8.0 T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使两金属板间的电压U＝99.6 V；海水沿y轴方向流过通道．已知海水的电阻率ρ＝0.20 Ω·m

(1)

船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向

(2)

船以v_s＝5.0 m/s的速度匀速前进．若以船为参照物，海水以5.0 m/s的速率涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水速率增加到v_d＝8.0 m/s．求此时两金属板间的感应电动势U_感

(3)

船行驶时，通道中海水两侧的电压按U′＝U－U_s计算，海水受到电磁力的80%可以转化为对船的推力．当船以v_s＝5.0 m/s的速度匀速前进时，求海水推力的功率．

答案：
解析：

(1)

根据安培力公式,推力=其中

则

对海水推力的方向沿y轴方向(向右)

(2)

(3)

根据欧姆定律,

安培推力

对船的推力

推力的功率

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（2013?长宁区一模）磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用，其工作原理如下图所示，推进器矩形通道由四块板所围，通道长a=1.0m，宽b=0.20m，高c=0.08m，其中两侧面是金属板，上下两板为绝缘板．两金属板间所加电压为U=200V，且位于x=0处的金属板电势较高，通道内部可视为匀强电场．试求：
（1）匀强电场的场强大小；
（2）若在通道内灌满海水（导体），海水的电阻率ρ=0.22Ω?m，两金属板间海水的电阻R为多大？（已知导体电阻R=ρ

，式中ρ是导体的电阻率，l是导体的长度，S是导体的横截面积）
（3）若船静止时通道内灌满海水，并在通道内沿z轴正方向加B=8.0T的匀强磁场，求这时推进器对海水推力的大小和方向．

磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用．图1是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成．
如图2所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m．工作时，在通道内沿z轴正方向加B=8.0T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使两金属板间的电压U=99.6V；海水沿y轴方向流过通道．已知海水的电阻率ρ=0.20Ω?m．
（1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；
（2）船以v_s=5.0m/s的速度匀速前进．若以船为参照物，海水以5.0m/s的速率涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水速率增加到v_d=8.0m/s．求此时两金属板间的感应电动势U_感；
（3）船行驶时，通道中海水两侧的电压按U′=U-U_感计算，海水受到电磁力的80%可以转化为对船的推力．当船以v_s=5.0m/s的速度匀速前进时，求海水推力的功率．

磁流体推进船的动力来源于电流与磁场问的相互作用．图甲是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推倒进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成．

如图乙所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m．工作时，在通道内沿x轴正方向加B=8.0T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使两金属板间的电压U=99.6V；海水沿y轴方向流过通道已知海水的电阻率ρ=0.20Ω?m．
①船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；
②船以v_s=5.0m/s的速度匀速前进．若以船为参考系，海水以5.0m/a的速度涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水速率增加到v_d=8.0m/s．求此时两金属板间的感应电动势U_感．

磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用.如图16-31所示是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成.

图16-31

如图16-32所示，通道尺寸a=2.0 m、b=0.15 m、c=0.10 m.工作时，在通道内沿z轴正方向加B=8.0 T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使两金属板间的电压U=99.6 V；海水沿y轴方向流过通道.已知海水的电阻率ρ=0.20 Ω·m.

图16-32

(1)船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；

(2)船以v_S=5.0 m/s的速度匀速前进.若以船为参考系，海水以5.0 m/s的速度涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水速率增加到v_d=8.0 m/s.求此时两金属板间的感应电动势U_感；

(3)船行驶时，通道中海水两侧的电压按U′=U-U_感计算，海水受到电磁力的80%可以转化为对船的推力.当船以v_S=5.0 m/s 的速度前进时，求海水推力的功率.

磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成。如图2所示，通道尺寸a=2.0 m、b=0.15 m、c=0.10 m。工作时，在通道内沿z轴正方向加B=8.0 T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场。使两金属板间的电压U=99.6 V，海水沿y轴方向流过通道。已知海水的电阻率ρ=0.20 Ω·m。

（1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；

（2）船以v_s=5.0 m/s的速度匀速前进。若以船为参照物，海水以5.0 m/s的速率涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水速率增加到v_d=8.0 m/s。求此时两金属板间的感应电动势U_感；

（3）船行驶时，通道中海水两侧的电压按U′=U-U_感计算，海水受到电磁力的80%可以转化为对船的推力。当船以v_s=5.0 m/s的速度匀速前进时，求海水推力的功率。