题目内容
4．磁流体发电是一种新型发电方式，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忽略的导体电极，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，这样将在导电管上下表面积累异种电荷，从而在上下表面之间产生了电势差．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△p维持恒定，求：
（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大；
（2）存在磁场时，磁流体发电机的电动势E的大小．
分析 （1）不存在磁场时，由力的平衡得F；
（2）运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势，相当于电源，E=Blv，外电路闭合后，根据欧姆定律、电阻定律结合平衡条件即可电场强度．
解答 解：（1）不存在磁场时，由力的平衡得F=ab△p；
（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I=$\frac{Bav}{{R}_{x}+\frac{ρa}{bl}}$
电流I受到的安培力F安=$\frac{{B}^{2}{a}^{2}v}{{R}_{x}+\frac{ρa}{bl}}$
设F′为存在磁场时的摩擦阻力，依题意，有：
$\frac{F′}{F}$=$\frac{v}{{v}_{0}}$
存在磁场时，由力的平衡得：
ab△p=F安+F′
根据上述各式解得：
E=$\frac{Ba{v}_{0}}{1+\frac{{B}^{2}a{v}_{0}}{b△p（{R}_{x}+\frac{ρa}{bl}）}}$；
答：（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F为ab△p；
（2）存在磁场时，磁流体发电机的电动势E的大小为$\frac{Ba{v}_{0}}{1+\frac{{B}^{2}a{v}_{0}}{b△p（{R}_{x}+\frac{ρa}{bl}）}}$．
点评 要注意电阻定律中导体的长度是导体顺着电流方向的长度，图中内电路是导体长度是a，容易搞错．
练习册系列答案
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15．下列说法中正确的是（ ）
| A． | 以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的电场强度大小都相等 | |
| B． | 公式E=$\frac{kQ}{{r}^{2}}$中的Q是放入电场中检验电荷的电荷量 | |
| C． | 公式E=$\frac{F}{q}$只适用于真空中的电场 | |
| D． | F=$\frac{k{Q}_{1}{Q}_{2}}{{r}^{2}}$中，$\frac{k{Q}_{2}}{{r}^{2}}$是点电荷Q2在点电荷Q1处的场强大小，而$\frac{k{Q}_{1}}{{r}^{2}}$是点电荷Q1在电荷Q2处的场强大小 |
12．
如图所示，轻弹簧的劲度系数为k，小球的质量为m，平衡时小球在A位置．今用力F将小球向下压缩x至新的平衡位置B，则此时弹簧的弹力大小为（ ）
如图所示，轻弹簧的劲度系数为k，小球的质量为m，平衡时小球在A位置．今用力F将小球向下压缩x至新的平衡位置B，则此时弹簧的弹力大小为（ ）| A． | kx | B． | mg+kx | C． | F | D． | mg-kx |
19．
如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点速度减为零．不计空气阻力，重力加速度为g．关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的有（ ）
如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点速度减为零．不计空气阻力，重力加速度为g．关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的有（ ）| A． | 小球克服阻力做的功为mgh | B． | 小球克服阻力做的功为mgH | ||
| C． | 小球的机械能减少了mgH | D． | 小球的机械能减少了mg（H+h） |
9．
如图为静电除尘机理的示意图，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是（ ）
如图为静电除尘机理的示意图，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是（ ）| A． | 到达集尘极的尘埃带负电荷 | |
| B． | 电场方向由放电极指向集尘极 | |
| C． | 带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 | |
| D． | 同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 |
如图为某同学利用自由落体运动测重力加速度g的实验装置．
13．雨伞旋转时，有雨滴从伞的边缘甩出．则雨滴（ ）
| A． | 被甩出时具有沿伞切线方向的速度 | |
| B． | 被甩出时具有沿伞切线方向的加速度 | |
| C． | 被甩出后作直线运动 | |
| D． | 被甩出后作曲线运动 |
如图所示的实验装置可以用来验证力的平行四边形定则，带有滑轮的方木板竖直放置，为了便于调节绳子拉力的方向，滑轮可以安放在木板上的多个位