【題目】如圖，某一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的水平管道，管道的長(zhǎng)為L、寬度為d、高為h，上下兩面是絕緣板，前后兩側(cè)面M、N是電阻可忽略的導(dǎo)體板，兩導(dǎo)體板與開(kāi)關(guān)S和定值電阻R相連．整個(gè)管道置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向沿z軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．管道內(nèi)始終充滿(mǎn)電阻率為ρ的導(dǎo)電液體（有大量的正、負(fù)離子），且開(kāi)關(guān)閉合前后，液體在管道進(jìn)、出口兩端壓強(qiáng)差的作用下，均以恒定速率v0沿x軸正向流動(dòng)，液體所受的摩擦阻力不變．

（1）求開(kāi)關(guān)閉合前，M、N兩板間的電勢(shì)差大小U0；

（2）求開(kāi)關(guān)閉合前后，管道兩端壓強(qiáng)差的變化Δp；

（3）調(diào)整矩形管道的寬和高，但保持其它量和矩形管道的橫截面S=dh不變，求電阻R可獲得的最大功率Pm及相應(yīng)的寬高比d/h的值．

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）設(shè)帶電離子所帶的電量位q，當(dāng)其所受的洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡時(shí)，U0保持恒定，有

得：

（2）設(shè)開(kāi)關(guān)閉合前后，管道兩端壓強(qiáng)差分別為p1、p2，液體所受的摩擦阻力均為f，開(kāi)關(guān)閉合后管道內(nèi)液體受到的安培力為F安，有：p1hd=f，p2hd=f+F安，F安=Bid

根據(jù)歐姆定律，有

兩道題板間液體的電阻

聯(lián)立解得：

（3）電阻R獲得的功率為：，，當(dāng)時(shí)

電阻R獲得的最大功率

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】平面直角坐標(biāo)系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第Ⅲ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示。一帶負(fù)電的粒子從電場(chǎng)中的Q點(diǎn)以速度v0沿x軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，Q點(diǎn)到y軸的距離為到x軸距離的2倍。粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O離開(kāi)電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)，最終從x軸上的P點(diǎn)射出磁場(chǎng)，P點(diǎn)到y軸距離與Q點(diǎn)到y軸距離相等。不計(jì)粒子重力，問(wèn)：

（1）粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向；

（2）電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】磁流體發(fā)電的原理如圖所示。將一束速度為v的等離子體垂直于磁場(chǎng)方向噴入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在相距為d、寬為a、長(zhǎng)為b的兩平行金屬板間便產(chǎn)生電壓。如果把上、下板和電阻R連接，上、下板就是一個(gè)直流電源的兩極。若穩(wěn)定時(shí)等離子體在兩板間均勻分布，電阻率為ρ。忽略邊緣效應(yīng)，下列判斷正確的是（ ）

A. 上板為正極，電流

B. 上板為負(fù)極，電流

C. 下板為正極，電流

D. 下板為負(fù)極，電流

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖（a）為一列波在t=2s時(shí)的波形圖，圖（b）為媒質(zhì)是平衡位置在x=1.5m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，P是平衡位置為x=2m的質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是

A. 波速為0.5m/s

B. 波的傳播方向向右

C. 時(shí)間內(nèi)，P運(yùn)動(dòng)的路程為8cm

D. 時(shí)間內(nèi)，P向y軸正方向運(yùn)動(dòng)

E. 當(dāng)t=7s時(shí)，P恰好回到平衡位置

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t1＝0.1 s時(shí)的波形圖，已知該簡(jiǎn)諧波渡沿x軸的負(fù)方向傳播，A、B兩點(diǎn)為該簡(jiǎn)諧波上平衡位置在xA＝1.0 m、xB＝1.2 m處的質(zhì)點(diǎn)。經(jīng)觀察可知A點(diǎn)通過(guò)的路程為振幅的10倍時(shí)所用的時(shí)間為t＝0.5 s，則（　　）

A.該簡(jiǎn)諧橫波的傳播周期為0.2 s

B.開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，B質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向向下

C.0～1.5 s內(nèi)，A、B點(diǎn)通過(guò)的路程均為24 cm

D.t2＝0.58 s時(shí)刻，B質(zhì)點(diǎn)回到平衡位置且運(yùn)動(dòng)方向向上

E.t3＝0.73 s時(shí)刻，A質(zhì)點(diǎn)在x軸上方且運(yùn)動(dòng)方向向上

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖是某離子速度選擇器的原理示意圖，在一半徑為R的絕緣圓柱形筒內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向平行于軸線(xiàn)．在圓柱形筒上某一直徑兩端開(kāi)有小孔M、N，現(xiàn)有一束速率不同、比荷均為k的正、負(fù)離子，從M孔以α角入射，一些具有特定速度的離子未與筒壁碰撞而直接從N孔射出(不考慮離子間的作用力和重力)．則從N孔射出的離子(　　)

A. 是正離子，速率為

B. 是正離子，速率為

C. 是負(fù)離子，速率為

D. 是負(fù)離子，速率為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法中正確的是

A.當(dāng)一列聲波從空氣中傳入水中時(shí)波長(zhǎng)一定會(huì)變

B.在機(jī)械橫波傳播方向上的某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度就是波的傳播速度

C.a、b兩束光照射同一雙縫干涉裝置在屏上得到的干涉圖樣中，a光的相鄰亮條紋間距小于b光的相鄰亮條紋間距，則可以判斷水對(duì)a光的折射率比b光大

D.肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋是光的折射現(xiàn)象造成的

E.麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，空氣中有兩塊材質(zhì)不同、上下表面平行的透明玻璃板平行放置；一細(xì)光束從空氣中以某一角度θ（0＜θ＜90°）入射到第一塊玻璃板的上表面．下列說(shuō)法正確的是（____）

A．在第一塊玻璃板下表面一定有出射光

B．在第二塊玻璃板下表面一定沒(méi)有出射光

C．第二塊玻璃板下表面的出射光方向一定與入射光方向平行

D．第二塊玻璃板下表面的出射光一定在入射光延長(zhǎng)線(xiàn)的左側(cè)

E．第一塊玻璃板下表面的出射光線(xiàn)一定在入射光延長(zhǎng)線(xiàn)的右側(cè)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在如圖所示的坐標(biāo)系中，y>0的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向沿y軸負(fù)方向；-1.5h<y<0的空間中存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直平面（紙面）向外一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子，經(jīng)過(guò)y軸上y=h處的點(diǎn)時(shí)速率為，方向沿軸正方向，然后，經(jīng)過(guò)軸上=1.5h處的點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，進(jìn)入磁場(chǎng)后垂直磁場(chǎng)下邊界射出.不計(jì)粒子重力，，，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.粒子到達(dá)點(diǎn)時(shí)速度大小為B.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

C.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

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