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【题目】目前世界上正在研究一种新型发电机——磁流体发电机,它电的原理图如图所示,设想在相距d的两平行金属板间加磁感应强度为B的匀强磁场,两板通过开关和灯泡相连,将气体加热电离后,由于正、负离子一样多,且带电荷量均为q,因而称为等离子体,将其以速度v喷入甲,乙两板之间,这时甲、乙两板就会聚集电荷,产生电压.这就是磁流体发电机的原理,它可以直接把内能转化为电能.试问:

1)图中哪个极板是发电机的正极?

2)发电机的电动势为多大?

3)设喷入两极板间的离子流每立方米中有n个负电荷, 离子流的横截面积为S,则发电机的最大功率为多大?

【答案】1)甲板 2 3

【解析】

(1)等离子体从左侧射入磁场,正离子受到向上的洛伦兹力的作用而偏向甲板,使甲板上积累正电荷,乙板上积累相应的负电荷,甲、乙两板成为电源的正、负两极,甲板是发电机的正极;

(2)当开关断开时,甲、乙两极间的电压即为电源的电动势,稳定时,甲、乙两板积累的电荷不再增加,此时的等离子体所受的洛伦兹力与电场力恰好平衡,则有

得电源的电动势为

(3)理想状态下,喷入两极板间的离子流全部流向两极板,这时电源达到最大功率,此时,电路中的最大电流为

式中为在时间内喷入两极板间的正、负离子数的总和,即

所以发电机的最大功率为

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,圆心为O的四分之一圆弧形接收屏,水平放置在光滑绝缘的水平桌面上,整个装置处于水平方向的匀强电场中,电场强度的方向垂直于直线。现将一带正电小球以大小为的初速度从A点沿方向射出,其初动能为,小球恰好垂直打到圆弧上的C点。已知,取A点电势

(1)求小球在C点的电势能;

(2)若过C点作的垂线交P点,试通过计算推导,证明O点恰好是的中点。

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【题目】如图所示,一段长方体形导电材料,左右两端面的边长都为ab,内有带电量为q的某种自由运动电荷。导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中,内部磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流I时,测得导电材料上、下表面之间的电压为U,且上表面的电势比下表面的低。由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为

A.,负B.,正

C.,负D.,正

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【题目】目前有一种磁强计,用于测定地磁场的磁感应强度.磁强计的原理如图所示,电路有一段金属导体,它的横截面是宽为d、高为h的长方形,放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,导体中通有水平向右、大小为I的恒定电流两电极MN分别与金属导体的前后两侧接触,用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U.已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电荷量为eMN两点的电势分别为,下列说法正确的是(

A.磁感应强度

B.增大h时,电势差U增大

C.电子定向移动的方向水平向左,

D.电子定向移动速率

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【题目】如图所示,男同学站立不动吹口哨,一位女同学坐在秋千上来回摆动,下列关于女同学的感受的说法正确的是(  )

A.女同学从AB运动过程中,她感觉哨声音调变高

B.女同学从ED运动过程中,她感觉哨声音调变高

C.女同学在C点向右运动时,她感觉哨声音调不变

D.女同学在C点向左运动时,她感觉哨声音调变低

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【题目】如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出ab两束光线.则(  )

A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度

B.在真空中,a光的波长小于b光的波长

C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率

D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失

E.分别用ab光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距

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【题目】如图甲所示,为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的IU特性曲线的实验器材.

(1)根据实验原理,选取合适的电表量程,用笔画线代替导线,将图甲中的实验电路图连接完整__

(2)开关S闭合之前,图甲中滑动变阻器的滑片应该置于__端(选填A”、“BAB中间”)

(3)某同学根据得到的实验数据,在图丙中画出小灯泡的IU特性曲线.由图可知当小灯泡两端的电压为1.2 V时的功率为__W.

(4)根据图丙可知,随电压的升高,小灯泡的电阻__,(填变大变小),原因是__

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【题目】如图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳ab,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支架座上,两球心间的距离l为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为Q,那么关于ab两球之间的万有引力F和库仑力F的表达式正确的是(  )

A.

B.

C.

D.

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【题目】质谱仪可以测定有机化合物分子结构,现有一种质谱仪的结构可简化为如图所示,有机物的气体分子从样品室注入离子化室,在高能电子作用下,样品气体分子离子化或碎裂成离子。若离子化后的离子带正电,初速度为零,此后经过高压电源区、圆形磁场室(内为匀强磁场)、真空管,最后打在记录仪上,通过处理就可以得到离子比荷进而推测有机物的分子结构。已知高压电源的电压为U,圆形磁场区的半径为R,真空管与水平面夹角为θ,离子进入磁场室时速度方向指向圆心。则下列说法正确的是

A. 高压电源A端应接电源的正极

B. 磁场室的磁场方向必须垂直纸面向里

C. 若离子化后的两同位素X1X2X1质量大于X2质量)同时进入磁场室后,出现图中的轨迹Ⅰ和Ⅱ,则轨迹Ⅰ一定对应X1

D. 若磁场室内的磁感应强度大小为B,当记录仪接收到一个明显的信号时,与该信号对应的离子比荷为

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