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    海水中含有大量的带电离子，日本的一些科学家曾设想利用流动的海水建造一座磁流体发电机．图示为该磁流体发电机的原理示意图，上、下两块金属板M、N水平放置浸没在海水里，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B=0.1T，方向由南向北，海水从东向西以速度v=5m/s流过两金属板之间时，将在两板之间形成电势差，则
    （1）达到稳定状态时，哪块金属板的电势较高？
    （2）由金属板和海水流动所构成的电源的电动势E和等效内阻r各为多少？
    （3）若用此发电装置给一电阻为20Ω的航标灯供电，则在8h内航标灯所消耗的电能为多少？
    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）根据左手定则可确定N板电势高．?
    （2）设海水中带电离子电量大小为q，达到稳定状态时，离子受到的电场力和洛伦兹力平衡，则有 
    qE
    d
    =qvB
    ∴E=Bvd=50V
    电流从M流向N，其等效内阻为  r=ρ
    d
    s
    =0.025Ω
    （3）此电源给航标灯供电时，电路中电流为  I=
    E
    R+r
    =2.5A
    航标灯所消耗的电能为  Q=I2Rt=3.6×106J
    答：（1）达到稳定状态时，N金属板的电势较高；
    （2）由金属板和海水流动所构成的电源的电动势50V和等效内阻r0.025Ω
    （3）若用此发电装置给一电阻为20Ω的航标灯供电，则在8h内航标灯所消耗的电能为3.6×106J．
    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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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网由于受到地球信风带和盛西风带的影响，在海洋中形成一种河流称为海流．海流中蕴藏着巨大的动力资源．据统计，世界大洋中所有海流的发电能力达109kW．因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随海流作定向运动，如果有足够强的磁场能使正、负离子向相反方向偏转，便能发出电来．如图所示为该发电机的原理示意图，上、下两块金属板M，N水平放置浸没在海水里，金属板面积为S，在金属板之间加一匀强磁场，方向由南向北，海水从东向西流过两金属板之间，在两板之间形成电势差．下列说法正确的是（　　）
    A、金属板N为发电机的正极B、当其它条件不变时，电动势E与板长L成正比C、当其它条件不变时，电动势E与两板的正对面积S成正比D、电动势E的大小还与海水的电阻率有关

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （9分）由于受地球信风带和盛行西风带的影响，海洋中一部分海水做定向流动，称为风海流，风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随风海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转，便可用来发电。图11为一利用风海流经典的磁流体发电机原理示意图，用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M、N，金属板长为，宽为，两板间的距离为，将管道沿风海流方向固定在风海流中，在金属板之间加一水平匀强磁场，磁感应强度大小为，方向由南向北，用导线将M、N外侧连接电阻为的航标灯（图中未画出）。工作时，海水从东向西流过管道，在两金属板之间形成电势差，可以对航标灯供电，设管道内海水的流速处处相同，且速率恒为，海水的电阻率为，海水所受摩擦力与流速成正比，比例系数为。

    （1）求磁流体发电机电动势的大小，并判断M、N两板哪个板电势较高；

    （2）由于管道内海水中有电流通过，磁场对管道内海水有力的作用，求此力的大小和方向；

    （3）求在时间内磁流体发电机消耗的总机械能。

     


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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    由于受到地球信风带和盛西风带的影响，在海洋中形成一种河流称为海流．海流中蕴藏着巨大的动力资源．据统计，世界大洋中所有海流的发电能力达109kW．因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随海流作定向运动，如果有足够强的磁场能使正、负离子向相反方向偏转，便能发出电来．如图所示为该发电机的原理示意图，上、下两块金属板M，N水平放置浸没在海水里，金属板面积为S，在金属板之间加一匀强磁场，方向由南向北，海水从东向西流过两金属板之间，在两板之间形成电势差．下列说法正确的是（　　）
    A．金属板N为发电机的正极
    B．当其它条件不变时，电动势E与板长L成正比
    C．当其它条件不变时，电动势E与两板的正对面积S成正比
    D．电动势E的大小还与海水的电阻率有关
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    由于受地球盛行风带的影响，海水在海洋表层形成了常年稳定的定向流动叫洋流。洋流中蕴藏着巨大的动力资源。据统计，世界大洋中所有洋流的发电能力达109 kW。早在19世纪法拉第就曾设想，利用磁场使洋流发电。因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随洋流做定向运动，如果有足够强的磁场能使这些带电离子向相反方向偏转，便有可能发出电来。

    如图为洋流发电机的原理示意图，上、下两块金属板MN水平放置浸没在海水里，金属板面积均为S=1．0×103m2，板间相距d=100 m，海水的电阻率ρ=0．25 Ω·m。在金属板之间加一匀强磁场，磁感应强度B=0．1T。方向由南向北，海水从东向西以速度v=5 m／s流过两金屑板之间，将在两板之间形成电势差。求：

    (1)由金属板和海水流动所构成的电源的电动势E及其内电阻r各为多少?

    (2)若用此发电装置给一电阻为20Ω的航标灯供电，则在8h内航标灯所消耗的电能为多少?

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