【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】如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy，在第Ⅰ象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿y軸正方向；在第Ⅳ象限有間隔的方向相反的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于xOy平面，寬度均為L，且磁場(chǎng)邊界與y軸平行．一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從y軸上的p(0，h)點(diǎn)，以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場(chǎng)，通過(guò)電場(chǎng)后從x軸上的a(2h，0)點(diǎn)進(jìn)入第Ⅳ象限，經(jīng)磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)后垂直邊界進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ區(qū)，最終從y軸上的某點(diǎn)進(jìn)入第Ⅲ象限，不計(jì)粒子所受的重力．

(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大�。�

(2)求粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向；

(3)若磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，求磁場(chǎng)Ⅱ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值和此時(shí)粒子進(jìn)入第Ⅲ象限的位置坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】A、D兩點(diǎn)分別是斜面的頂端、底端，B，C是斜面上的兩個(gè)點(diǎn)，，E點(diǎn)在D點(diǎn)正上方并與A點(diǎn)等高，從E點(diǎn)以一定水平速度拋出質(zhì)量相等的兩個(gè)小球，球1落在B點(diǎn)，球2落在C點(diǎn)，球1和球2從拋出到落在斜面上的過(guò)程中（不計(jì)空氣阻力）

A.兩球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1：

B.兩球拋出時(shí)初速度之比為：1

C.兩球動(dòng)能增加量之比為1：2

D.兩球重力做功之比為1：3

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲，Q1、Q2為兩個(gè)固定著的點(diǎn)電荷，a、b是它們連線的延長(zhǎng)線上的兩點(diǎn)。現(xiàn)有一點(diǎn)電荷，只在電場(chǎng)力作用下，以一定的初速度沿直線從a點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)，其υ-t圖像如圖乙，電荷經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)的速度分別為υa、υb，則（ ）

A. Q1一定帶正電 B. Q1的電量一定小于Q2的電量

C. b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為0 D. 電子的電勢(shì)能先增大后減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，電源電動(dòng)勢(shì)E＝12V，內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R1=4Ω，R2=22Ω，滑動(dòng)變阻器R的阻值0~30Ω。閉合電鍵S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P由a端向b端滑動(dòng)時(shí)，理想電流表和理想電壓表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU表示。則______Ω；R1消耗的最小電功率為P＝_______W。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一個(gè)T型電路如下圖所示，電路中的電阻R1＝120 Ω，R2＝10 Ω，R3＝40 Ω.另有一測(cè)試電源，電動(dòng)勢(shì)為100 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)．則( )

A.當(dāng)ab端短路時(shí)，cd之間的等效電阻是40 Ω

B.當(dāng)cd端短路時(shí)，ab之間的等效電阻是40 Ω

C.當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，cd兩端的電壓為80 V

D.當(dāng)cd兩端接通測(cè)試電源時(shí)，ab兩端的電壓為80 V

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】由粗細(xì)兩段組成的管道固定在豎直平面內(nèi)，粗、細(xì)管橫截面積分別為2S、S。細(xì)管底部由光滑“工”字型輕活塞封閉。初始時(shí)細(xì)管內(nèi)水銀柱和被封閉氣體位置尺寸如圖所示，水銀上表面恰位于粗細(xì)管連接處。外界大氣壓p0=76cmHg柱：

（1）保持溫度不變，緩慢向上移動(dòng)活塞，使水銀底部處于粗細(xì)管連接處，求在此過(guò)程中活塞移動(dòng)的距離。

（2）某同學(xué)認(rèn)為：初始時(shí)，對(duì)“工”字型輕活塞受力分析可知，只要增大“工”字活塞下方截面積，大氣壓產(chǎn)生的豎直向上的推力會(huì)增大，就可以僅靠大氣壓頂住活塞使其保持靜止。上述分析過(guò)程是否正確？試通過(guò)文字或列式說(shuō)明理由（不需要計(jì)算最后結(jié)果）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）采用的科學(xué)方法是 。

A．理想實(shí)驗(yàn)法 B．等效替代法

C．控制變量法 D．建立物理模型法

（2）下列是某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)的一些看法，其中錯(cuò)誤的是 （填相應(yīng)的字母）。

A．拉橡皮筋的繩線要細(xì)長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)中彈簧秤、橡皮筋、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行

B．拉橡皮筋結(jié)點(diǎn)到某一位置O時(shí)，拉力要適當(dāng)大些，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧秤刻度

C．拉橡皮筋結(jié)點(diǎn)到某一位置O時(shí)，兩個(gè)彈簧秤之間夾角應(yīng)取90°以便于算出合力大小

D．實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋應(yīng)該與兩個(gè)彈簧秤之間夾角的平分線在同一直線上

E．實(shí)驗(yàn)中，先將其中一個(gè)彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一個(gè)彈簧秤拉力的大小和方向，把橡皮筋另一端拉到O點(diǎn)

（3）實(shí)驗(yàn)中的情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，OB和OC為繩線。O為橡皮筋與繩線的結(jié)點(diǎn)，圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖。圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是 （填“F”或“F′”）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】速度相同的一束帶電粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是（ ）

A. 該束帶電粒子帶正電

B. 速度選擇器的P1極板帶負(fù)電

C. 能通過(guò)狹縫S0的帶電粒子的速率等于EB1

D. 粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫S0，粒子的比荷越大

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