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06(北京卷)8 .(20分)磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用,图1是在平静海面上某实验船的示意图,磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成。

如图2所示,通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m,工作时,在通道内沿z轴正方向加B=0.8T的匀强磁场;沿x轴负方向加匀强电场,使两极板间的电压U=99.6V;海水沿y轴方向流过通道。已知海水的电阻率ρ=0.20Ω·m。

(1)       船静止时,求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向;

(2)       船以vs=5.0m/s的速度匀速前进。以船为参照物,海水以5.0m/s的速率涌入进水口,由于通道的截面积小于进水口的截面积,在通道内海水的速率增加到vd=8.0m/s。求此时金属板间的感应电动势U

(3)       船行驶时,通道中海水两侧的电压按U '=U-U计算,海水受到电磁力的80%可以转换为船的动力。当船以vs=5.0m/s的速度匀速前进时,求海水推力的功率。

(1)根据安培力公式,推力F1=I1Bb,其中I1=,R=ρ

则Ft= N

对海水推力的方向沿y轴正方向(向右)

(2)U=Bub=9.6 V

(3)根据欧姆定律,I2= A

安培推力F2=I2Bb=720 N

对船的推力F=80%F2=576 N

推力的功率P=Fvs=80%F2vs=2 880 W

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(06年北京卷)某同学用图2所示电路,测绘标有“3.8 V,0.3 V”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象。

①除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:
电流表:A1(量程100 mA,内阻约2Ω);             

A2(量程0.6 A,内阻约0.3Ω);

 

电压表:V1(量程5 V,内阻约5kΩ );

V2(量程15 V,内阻约15Ω );

 

滑动变阻器:R(阻值范围0~10);

                            R(阻值范围0~2k);

 

电源:E1(电动势为1.5 V,内阻为0.2Ω);     

E2(电动势为4V,内阻约为0.04Ω)。

 

为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表___________,电压表______________,滑动变阻器________________,电源___________________。(填器材的符号)

 

②根据实验数据,计算并描绘出R-U的图象如图所示。由图象可知,此灯泡在不不作时,灯丝电阻为___________;当所加电压为3.00 V时,灯丝电阻为____________,灯泡实际消耗的电功率为___________W。


         

 

③根据R-U图象,可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系。符合该关系的示意图是下列图中的__________。

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科目:高中物理 来源: 题型:

(06年北京卷)(20分)磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是平静海面上某实验船的示意图,磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成。

如图2所示,通道尺寸a=2.0mb=0.15mc=0.10m。工作时,在通道内沿z轴正方向加B=8.0T的匀强磁场;沿x轴正方向加匀强电场,使两金属板间的电压U=99.6V;海水沿y轴正方向流过通道。已知海水的电阻率ρ=0.22Ω?m

   (1)船静止时,求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向;

(2)船以vs=5.0m/s的速度匀速前进。若以船为参照物,海水以5.0m/s的速率涌入进水口由于通道的截面积小球进水口的截面积,在通道内海水速率增加到vd=8.0m/s。求此时两金属板间的感应电动势U

(3)船行驶时,通道中海水两侧的电压U/UU计算,海水受到电磁力的80%可以转化为对船的推力。当船以vs=5.0m/s的船速度匀速前进时,求海水推力的功率。

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科目:高中物理 来源: 题型:

06(北京卷)45 某同学用图2所示电路,测绘标有“3.8 V,0.3 V”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.


①除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:
电流表:A:(量程100 mA,内阻约2  );
        A:(量程0.6 A,内阻约0.3   );
电压表:V1(量程5 V,内阻约5     );
        V2(量程15 V,内阻约15   );
电源:E1(电动势为1.5 V,内阻为0.2  );
      E2(电动势为4 V,内阻约为0.04  ).
为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表___________,电压表______________,滑动变阻器________________,电源___________________.(填器材的符号)
②根据实验数据,计算并描绘出R-U的图象如图3所示.由图象可知,此灯泡在不不作时,灯丝电阻为___________;当所加电压为3.00 V时,灯丝电阻为____________,灯泡实际消耗的电功率为___________W.
         

③根据R-U图象,可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系.符合该关系的示意图是下列图中的__________.
                  

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