题目内容
10．
如图所示，长方体发电导管的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，两极间距为d，极板面积为S，这两个电极与可变电阻R相连．在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B．发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体，气体以速度v向右流动，并通过专用管道导出．由于运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势（设电阻定律适用于此物理过程）．不计离子间相互作用及气体流动时的阻力，则可变电阻R消耗电功率的最大值为（ ）| A． | $\frac{{v}^{2}{B}^{2}dS}{3ρ}$ | B． | $\frac{{v}^{2}{B}^{2}dS}{4ρ}$ | C． | $\frac{{v}^{2}{B}^{2}dS}{5ρ}$ | D． | $\frac{{v}^{2}{B}^{2}dS}{6ρ}$ |
分析 由题，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，根据数学知识可知，当外电阻等于电源的内阻时，外电阻消耗的电功率最大，根据电阻定律求出此时的内阻，代入求出R消耗电功率的最值．
解答 解：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，其内阻为
r=ρ$\frac{d}{S}$
根据数学知识可知，当外电阻等于电源的内阻，即R=r时，外电阻消耗的电功率最大．
此时R=ρ$\frac{d}{S}$，
代入电功率P=（$\frac{vBdS}{RS+ρd}$）2R中得到最大电功率为：
Pm=$\frac{{v}^{2}{B}^{2}dS}{4ρ}$．
故选：B．
点评 本题关键是根据电阻定律求出电源的内阻，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d，容易搞错．
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18．
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5．
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20．
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如图所示，两根相同的轻弹簧，下端固定在水平地面上，上端两根小球P，Q在压力作用下静止在离地相同高度h处．若迅速撤去压力，两小球离开弹簧后仍能向上运动，忽略空气阻力，小球P的质量小于Q的质量，以下判断正确的是（ ）| A． | 撤去压力时，小球Q的加速度比P大 | |
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