图1-8是磁流体发电机工作原理图。
磁流体发电机由燃烧室(O)、发电通道(E)和偏转磁场(B)组成。在2500K以上的高温下,燃料与氧化剂在燃烧室混合、燃烧后,电离为正负离子(即等离子体),并以每秒几百米的高速喷入磁场,在洛仑兹力的作用下,正负离子分别向上、下极板偏转,两极板因聚积正负电荷而产生静电场。这时等离子体同时受到方向相反的洛仑兹力(
)与电场力(F)的作用,当F=
时,离子匀速穿过磁场,两极板电势差达到最大值,即为电源的电动势。设两板间距为d,板间磁场的磁感强度为B,等离子体速度为
,负载电阻为R,电源内阻不计,通道截面是边长为d的正方形,试求:
(1)磁流体发电机的电动势
?
(2)发电通道两端的压强差
?
科目:高中物理 来源:江苏官林中学2006-2007高三物理期末复习练习七、八 题型:038
由于受地球信风带和盛西风带的影响,在海洋中形成一种河流叫做海流.海流中蕴藏着巨大的动力资源,据统计,世界大洋中有海洋的发电能力可达109 KW.早在19世纪法拉弟就曾设想,利用磁场使海洋发电.
海洋中含大量的带电离子,这些离子随海流做定向运动,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.目前,日本的一些科学家将设计利用海流建造一座容量为1500 KW的磁流体发电机.
如图,为一个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,金属板面积为s=1×103 m2,板间相距d=100 m,海水的电阻率ρ=0.25 Ωm.在金属板间加一匀强磁场,磁感应强度为B=0.1 T,方向由南向北,海水从东向西以速度v=5 m/s流过两金属板间,将在两板间形成电势差.
(1)达到稳定状态时,哪块金属板的电势较高?
(2)由金属板和海水所构成的电源的电动势E及其内阻r各为多大?
(3)若用此发电装置给一个电阻为20 Ω的航标灯供电,则在8 h内航标灯所消耗的电能是多少?
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科目:高中物理 来源: 题型:
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图15-7
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图15-8
(1)不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大;
(2)磁流体发电机的电动势E的大小;
(3)磁流体发电机发电导管的输入功率P.
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磁流体发电是一种新型发电方式,图15-7和图15-8是其工作原理示意图.图15-7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15-8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产生了电动势.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Δp维持恒定,求:
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图15-7
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图15-8
(1)不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大;
(2)磁流体发电机的电动势E的大小;
(3)磁流体发电机发电导管的输入功率P.
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