题目内容

5．海水中含有大量的正、负离子，这些离子随海流做定向运动，如果有磁场能使这些正、负离子向相反方向偏转，便有可能发出电来．如图所示为一利用海流发电的磁流体发电机原理的示意图，上、下两块金属板M、N水平正对放置，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ρ=0.25Ω•m，在金属板之间加一匀强磁场，磁感应强度大小B=0.05T，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，且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）该磁流体发电机产生的电动势E为多大？
（3）若用此发电机给一电阻为0.6Ω的航标灯供电，则流过航标灯的电流大小为多少？

分析 （1）根据左手定则，即可求解；
（2）根据电场力等于洛伦兹力，结合电阻定律，即可求解；
（3）根据闭合电路欧姆定律，与焦耳定律，即可求解．

解答 解：（1）由左手定则得，N板的电势较高．　
（2）当海水中流动的带电离子进入磁场后，将在两板之间形成电势差，当带电离子所受到的电场力F与洛伦兹力f相平衡时达到稳定状态，有：
q=qvB　
代入有关数据得电动势为：E=25V．　
（3）内阻为：r=ρ
带入数据得：r=0.025Ω　
电路中的电流为：I═A=40A． 
答：（1）达到稳定状态时，金属N板的电势较高；
（2）该磁流体发电机产生的电动势E为25V；
（3）若用此发电机给一电阻为0.6Ω的航标灯供电，则流过航标灯的电流大小为40A．

点评 考查左手定则、电阻定律、闭合电路欧姆定律与焦耳定律的应用，注意左手定则与右手定则的区别，分清电阻的长度与宽度．

练习册系列答案
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