磁流體推進(jìn)船的動(dòng)力來(lái)源于電流與磁場(chǎng)間的相互作用。圖1是在平靜海面上某實(shí)驗(yàn)船的示意圖，磁流體推進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道（簡(jiǎn)稱(chēng)通道）組成。如圖2所示，通道尺寸a=2.0 m、b=0.15 m、c=0.10 m。工作時(shí)，在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=8.0 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；沿x軸負(fù)方向加勻強(qiáng)電場(chǎng)。使兩金屬板間的電壓U=99.6 V，海水沿y軸方向流過(guò)通道。已知海水的電阻率ρ=0.20 Ω·m。

（1）船靜止時(shí)，求電源接通瞬間推進(jìn)器對(duì)海水推力的大小和方向；

（2）船以vs=5.0 m/s的速度勻速前進(jìn)。若以船為參照物，海水以5.0 m/s的速率涌入進(jìn)水口，由于通道的截面積小于進(jìn)水口的截面積，在通道內(nèi)海水速率增加到vd=8.0 m/s。求此時(shí)兩金屬板間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)U感；

（3）船行駛時(shí)，通道中海水兩側(cè)的電壓按U′=U-U感計(jì)算，海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)化為對(duì)船的推力。當(dāng)船以vs=5.0 m/s的速度勻速前進(jìn)時(shí)，求海水推力的功率。

解析：（1）根據(jù)安培力公式，推力F1=I1Bb。其中I1=，R=ρ

則F1=Bb=B=796.8 N

對(duì)海水推力的方向沿y軸正方向（向右）

（2）U感=Bvdb=9.6 V

（3）根據(jù)歐姆定律I2==600 A

安培推力F2=l2Bb=720 N

對(duì)船的推力F=80%F2=576 N

推力的功率P=Fvs=80%F2vs=2 880 W

答案：（1）796.8 N 沿y軸正方向（向右）

（2）9.6 V  （3）576 N   2 880 W

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：

（2013?長(zhǎng)寧區(qū)一模）磁流體推進(jìn)船的動(dòng)力來(lái)源于電流與磁場(chǎng)間的相互作用，其工作原理如下圖所示，推進(jìn)器矩形通道由四塊板所圍，通道長(zhǎng)a=1.0m，寬b=0.20m，高c=0.08m，其中兩側(cè)面是金屬板，上下兩板為絕緣板．兩金屬板間所加電壓為U=200V，且位于x=0處的金屬板電勢(shì)較高，通道內(nèi)部可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)．試求：
（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小；
（2）若在通道內(nèi)灌滿(mǎn)海水（導(dǎo)體），海水的電阻率ρ=0.22Ω?m，兩金屬板間海水的電阻R為多大？（已知導(dǎo)體電阻R=ρ
lS
，式中ρ是導(dǎo)體的電阻率，l是導(dǎo)體的長(zhǎng)度，S是導(dǎo)體的橫截面積）
（3）若船靜止時(shí)通道內(nèi)灌滿(mǎn)海水，并在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=8.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求這時(shí)推進(jìn)器對(duì)海水推力的大小和方向．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

磁流體推進(jìn)船的動(dòng)力來(lái)源于電流與磁場(chǎng)間的相互作用．圖1是在平靜海面上某實(shí)驗(yàn)船的示意圖，磁流體推進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道（簡(jiǎn)稱(chēng)通道）組成．
如圖2所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m．工作時(shí)，在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=8.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；沿x軸負(fù)方向加勻強(qiáng)電場(chǎng)，使兩金屬板間的電壓U=99.6V；海水沿y軸方向流過(guò)通道．已知海水的電阻率ρ=0.20Ω?m．
（1）船靜止時(shí)，求電源接通瞬間推進(jìn)器對(duì)海水推力的大小和方向；
（2）船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)．若以船為參照物，海水以5.0m/s的速率涌入進(jìn)水口，由于通道的截面積小于進(jìn)水口的截面積，在通道內(nèi)海水速率增加到vd=8.0m/s．求此時(shí)兩金屬板間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)U感；
（3）船行駛時(shí)，通道中海水兩側(cè)的電壓按U′=U-U感計(jì)算，海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)化為對(duì)船的推力．當(dāng)船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)時(shí)，求海水推力的功率．
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

磁流體推進(jìn)船的動(dòng)力來(lái)源于電流與磁場(chǎng)問(wèn)的相互作用．圖甲是在平靜海面上某實(shí)驗(yàn)船的示意圖，磁流體推倒進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道（簡(jiǎn)稱(chēng)通道）組成．
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如圖乙所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m．工作時(shí)，在通道內(nèi)沿x軸正方向加B=8.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；沿x軸負(fù)方向加勻強(qiáng)電場(chǎng)，使兩金屬板間的電壓U=99.6V；海水沿y軸方向流過(guò)通道已知海水的電阻率ρ=0.20Ω?m．
①船靜止時(shí)，求電源接通瞬間推進(jìn)器對(duì)海水推力的大小和方向；
②船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)．若以船為參考系，海水以5.0m/a的速度涌入進(jìn)水口，由于通道的截面積小于進(jìn)水口的截面積，在通道內(nèi)海水速率增加到vd=8.0m/s．求此時(shí)兩金屬板間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)U感．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

磁流體推進(jìn)船的動(dòng)力來(lái)源于電流與磁場(chǎng)間的相互作用.如圖16-31所示是在平靜海面上某實(shí)驗(yàn)船的示意圖，磁流體推進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道(簡(jiǎn)稱(chēng)通道)組成.

圖16-31

如圖16-32所示，通道尺寸a=2.0 m、b=0.15 m、c=0.10 m.工作時(shí)，在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=8.0 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；沿x軸負(fù)方向加勻強(qiáng)電場(chǎng)，使兩金屬板間的電壓U=99.6 V；海水沿y軸方向流過(guò)通道.已知海水的電阻率ρ=0.20 Ω·m.

圖16-32

(1)船靜止時(shí)，求電源接通瞬間推進(jìn)器對(duì)海水推力的大小和方向；

(2)船以vS=5.0 m/s的速度勻速前進(jìn).若以船為參考系，海水以5.0 m/s的速度涌入進(jìn)水口，由于通道的截面積小于進(jìn)水口的截面積，在通道內(nèi)海水速率增加到vd=8.0 m/s.求此時(shí)兩金屬板間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)U感；

(3)船行駛時(shí)，通道中海水兩側(cè)的電壓按U′=U-U感計(jì)算，海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)化為對(duì)船的推力.當(dāng)船以vS=5.0 m/s 的速度前進(jìn)時(shí)，求海水推力的功率.

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