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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，管道的長為L、寬度為d、高為h，上下兩面是絕緣板，前后兩側面M、N是電阻可忽略的導體板，兩導體板與開關S和定值電阻R相連。整個管道置于磁感應強度大小為B，方向沿z軸正方向的勻強磁場中。管道內始終充滿電阻率為ρ的導電液體（有大量的正、負離子），且開關閉合前后，液體在管道進、出口兩端壓強差的作用下，均以恒定速率v0沿x軸正向流動，液體所受的摩擦阻力不變。

（1）求開關閉合前，M、N兩板間的電勢差大小U0；

（2）求開關閉合前后，管道兩端壓強差的變化Δp；

（3）調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及相應的寬高比d/h的值。

 

（1） （2） （3）

【解析】

試題分析：（1）設帶電離子所帶的電量位q，當其所受的洛倫茲力與電場力平衡時，U0保持恒定，有

得：

（2）設開關閉合前后，管道兩端壓強差分別為p1、p2，液體所受的摩擦阻力均為f，開關閉合后管道內液體受到的安培力為F安，有：p1hd=f，p2hd=f+F安，F(xiàn)安=Bid

根據歐姆定律，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：，，當時

電阻R獲得的最大功率

考點：本題考查洛倫茲力、歐姆定律、電功率

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：2013-2014學年四川省高三高考壓軸理科綜合物理試卷（解析版） 題型：計算題

（17分）如圖所示，光滑導軌abc與fed相距l(xiāng)=0.1m，其中ab、fe段是傾角θ=60°的直軌道，bc、ed段是半徑r=0.6m的圓弧軌道且與ab、fe相切，軌道末端c、d點切線與一放置在光滑水平地面上、質量M=2kg的木板上表面平滑連接。在abef間有垂直于軌道平面向下、的勻強磁場，定值電阻R=1Ω。把質量為m=1kg、電阻不計的金屬桿從距b、e高h=1m的導軌上靜止釋放，桿在直軌道上先加速后勻速下滑。如果桿與木板間摩擦因數(shù)μ=0.2，取g=10m/s2，求：

（1）桿運動到cd時對軌道的壓力F大小及桿由靜止下滑到cd的過程中R上產生的焦耳熱Q；

（2）要使桿不從木板上掉下的木板最小長度s。

 

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科目：高中物理 來源：2014年內蒙古呼倫貝爾市高考模擬統(tǒng)一考試（二）理綜物理試卷（解析版） 題型：計算題

如圖所示，AB為半徑的1/4光滑圓弧軌道，下端B恰好與長度的小車右端平滑對接，小車質量。現(xiàn)有一質量的小滑塊，由軌道頂端無初速釋放，滑到B端后沖上小車。已知地面光滑，滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)。(g=10m/s2)

試求：（1）滑塊到達B端時，它對軌道的壓力。

（2）經多長時間滑塊從小車左端滑落。

 

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科目：高中物理 來源：2014年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試（重慶卷解析版） 題型：計算題

（15分）圖為“嫦娥三號”探測器在月球上著陸最后階段的示意圖.首先在發(fā)動機作用下，探測器受到推力在距月球高度為處懸停（速度為0，遠小于月球半徑）；接著推力改變，探測器開始豎直下降，到達距月面高度為處的速度為，此后發(fā)動機關閉，探測器僅受重力下落至月面.已知探測器總質量為（不包括燃料），地球和月球的半徑比為，質量比為，地球表面附近的重力加速度為，求：

（1）月球表面附近的重力加速度大小及探測器剛接觸月面時的速度大�。�

（2）從開始豎直下降到剛接觸月面時，探測器機械能的變化。

 

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科目：高中物理 來源：2014年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試（重慶卷解析版） 題型：選擇題

碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質量為的碘131，經過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有

A. B. C. D.

 

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科目：高中物理 來源：2014年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試（福建卷解析版） 題型：選擇題

如圖，兩根相同的輕質彈簧，沿足夠長的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部擋板上，斜面固定不動。質量不同、形狀相同的兩物塊分別置于兩彈簧上端。現(xiàn)用外力作用在物塊上，使兩彈簧具有相同的壓縮量，若撤去外力后，兩物塊由靜止沿斜面向上彈出并離開彈簧，則從撤去外力到物塊速度第一次減為零的過程，兩物塊（ ）

A.最大速度相同 B.最大加速度相同

C.上升的最大高度不同 D.重力勢能的變化量不同

 

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科目：高中物理 來源：2014年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試（浙江卷解析版） 題型：計算題

（20分）其同學設計一個發(fā)電測速裝置，工作原理如圖所示。一個半徑為R=0.1m的圓形金屬導軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒OA，A端與導軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉軸上。轉軸的左端有一個半徑為r=R/3的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉軸一起轉動。圓盤上繞有不可伸長的細線，下端掛著一個質量為m=0.5kg的鋁塊。在金屬導軌區(qū)域內存在垂直于導軌平面向右的勻強磁場，磁感應強度B=0.5T。a點與導軌相連，b點通過電刷與O端相連。測量a、b兩點間的電勢差U可算得鋁塊速度。鋁塊由靜止釋放，下落h=0.3m時，測得U=0.15V。（細線與圓盤間沒有滑動國，金屬棒、導軌、導線及電刷的電阻均不計，重力加速度g=10m/s2）

（1）測U時，a點相接的是電壓表的“正極”還是“負極”？

（2）求此時鋁塊的速度大�。�

（3）求此下落過程中鋁塊機械能的損失。

 

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科目：高中物理 來源：2014年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試（新課標Ⅱ解析版） 題型：計算題

半徑分別為r和2r的同心圓形導軌固定在同一水平面上，一長為r，質量為m且質量分布均勻的直導體棒AB置于圓導軌上面，BA的延長線通過圓導軌的中心O，裝置的俯視圖如圖所示；整個裝置位于一勻強磁場中，磁感應強度的大小為B，方向豎直向下；在內圓導軌的C點和外圓導軌的D點之間接有一阻值為R的電阻（圖中未畫出）。直導體棒在水平外力作用下以角速度ω繞O逆時針勻速轉動，在轉動過程中始終與導軌保持良好接觸。設導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ，導體棒和導軌的電阻均可忽略，重力加速度大小為g，

求：（1）通過電阻R的感應電流的方向和大小；

（2）外力的功率。

 

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科目：高中物理 來源：2014年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試（廣東卷解析版） 題型：選擇題

如圖所示是物體做直線運動的v-t圖象，由圖可知，該物體

A.第1s內和第3s內的運動方向相反

B.第3s內和第4s內的加速度相同

C.第1s內和第4s內的位移大小不相等

D.0-2s和0-4s內的平均速度大小相等

 

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