Question

由于受地球盛行風帶的影響，海水在海洋表層形成了常年穩(wěn)定的定向流動叫洋流。洋流中蘊藏著巨大的動力資源。據(jù)統(tǒng)計，世界大洋中所有洋流的發(fā)電能力達10⁹ kW。早在19世紀法拉第就曾設(shè)想，利用磁場使洋流發(fā)電。因為海水中含有大量的帶電離子，這些離子隨洋流做定向運動，如果有足夠強的磁場能使這些帶電離子向相反方向偏轉(zhuǎn)，便有可能發(fā)出電來。

如圖為洋流發(fā)電機的原理示意圖，上、下兩塊金屬板MN水平放置浸沒在海水里，金屬板面積均為S=1．0×10³m²，板間相距d=100 m，海水的電阻率ρ=0．25 Ω·m。在金屬板之間加一勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0．1T。方向由南向北，海水從東向西以速度v=5 m／s流過兩金屑板之間，將在兩板之間形成電勢差。求：

(1)由金屬板和海水流動所構(gòu)成的電源的電動勢E及其內(nèi)電阻r各為多少?

(2)若用此發(fā)電裝置給一電阻為20Ω的航標燈供電，則在8h內(nèi)航標燈所消耗的電能為多少?

Answer 1

解：(1)E=BLV  ①  =0．1×100×5=50V

r=ρ  ②  r=0.25=0．025Ω 

(2)W=·t  ③ 

W=3．6×106