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带电粒子在复合场中的运动
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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、
网友投稿 2023-04-12 00:00:00 互联网
◎ 题目
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=8.0T的匀强磁场;沿x轴负方向加匀强电场,使两金属板间的电压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v
s
=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于进水口的截面积,在通道内海水速率增加到v
A
=8.0m/s。求此时两金属板间的感应电动势U
S
;
(3)船行驶时,通道中海水两侧的电压按U′=U-U
s
计算,海水受到电磁力的80%可以转化为对船的推力。当船以v
s
=5.0m/s的速度匀速前进时,求海水推力的功率。
◎ 答案
解:(1)根据安培力公式,推力F
1
=I
1
Bb,其中
则
,对海水推力的方向沿y轴正方向(向右)
(2)U
感
=Bv
感
b=9.6V
(3)根据欧姆定律,
安培推力F
2
=I
2
Bb=720N
对船的推力F=80%F
2
=576N
推力的功率P=Fv
s
=80%F
2
v
s
=2880W
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“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、…”主要考查了你对 【带电粒子在复合场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/442934.html
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