在原子反應堆中抽動液態(tài)金屬或在醫(yī)療器械中抽動血液等導電液體時,由于不允許傳動機械部分與這些液體相接觸,常使用一種電磁泵。如圖所示是一種液態(tài)金屬電磁泵的簡化結(jié)構(gòu)示意圖,將裝有液態(tài)金屬、截面為矩形的導管的一部分水平置于勻強磁場中,當電流穿過液態(tài)金屬時,液態(tài)金屬即被驅(qū)動。若輸送液態(tài)金屬的管道(用特殊陶瓷材料制成)截面長為a,寬為b(不計管道壁的厚度),正、負電極板鑲嵌在管道兩側(cè)(兩極板正對且與管內(nèi)液態(tài)金屬良好接觸),電極板長為c,寬為b;正、負電極板間的液態(tài)金屬恰好處在磁場區(qū)域內(nèi),該磁場的磁感應強度為B,方向與導管上、下表面垂直;通過兩電極板間液態(tài)金屬的電流為I;液態(tài)金屬在磁場驅(qū)動力的作用下,在導管中以恒定的速率v流動。已知液態(tài)金屬的電阻率為ρ。
(1)導管截面上由磁場驅(qū)動力所形成的附加壓強是多大?
(2)在Δt時間內(nèi),電流通過兩電極板間液態(tài)金屬所消耗的電能是多少?
(3)推動液態(tài)金屬的驅(qū)動力實際上是通電金屬液柱在磁場中受到的安培力,安培力推動液態(tài)金屬做功,使電能轉(zhuǎn)化為機械能。我們知道,導體中的運動電荷受到的洛倫茲力在宏觀上表現(xiàn)為安培力,而洛倫茲力對運動電荷是不做功的,但是推動液態(tài)金屬的安培力卻做功了,這是為什么?請你對此做出合理的解釋(為了方便,可假設液態(tài)金屬中的自由電荷為正電荷)。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:123引用:2難度:0.3
相似題
-
1.如圖所示,在y軸的右方有一磁感應強度大小為B的方向垂直紙面向外的勻強磁場,在x軸的下方有一方向平行x軸向左的勻強電場?,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子由靜止經(jīng)過加速電壓為U的電場加速,并從y軸上的A點垂直y軸進入第一象限,而后從x軸上的P處以與x軸正方向夾角為60°的方向進入第四象限,最后到達y軸上的Q點(圖中未畫出)。已知電場的電場強度大小
,不考慮粒子受到的重力,則( )E=BqU6m發(fā)布:2024/12/20 7:0:1組卷:102引用:1難度:0.3 -
2.如圖所示,平行邊界M、N間有垂直邊界向右的勻強電場,勻強電場的電場強度為E=103V/m,平行邊界N、P間有垂直紙面向外的勻強磁場,相鄰邊界間距均為L=0.2m,一個質(zhì)量為m=10-11kg、電荷量為q=10-7C的帶正電的粒子從電場中緊靠邊界M的O點,以垂直電場方向向上、大小為v0=2×103m/s的初速度射入電場,經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后,粒子進入磁場,粒子剛好不從磁場的邊界P射出磁場。不計粒子的重力,求:
(1)粒子從O開始第一次運動到邊界N時速度的大小;
(2)勻強磁場磁感應強度的大??;
(3)粒子第一次在磁場中運動的時間。發(fā)布:2024/12/20 2:30:1組卷:176引用:4難度:0.5 -
3.如圖所示,在y>0的空間中存在沿y軸負方向的勻強電場,在y<0的空間中存在方向垂直xOy平面(紙面)向外的勻強磁場,一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子,比荷
C/kg,自y軸上的P1點以速率v0=10m/s沿x軸正方向射入電場;然后經(jīng)過x軸上的P2點進入磁場,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后,經(jīng)過坐標原點O返回第一象限。已知OP1=d=1m,OP2=2qm=13×10-2m,不計粒子重力。求:3d=23
(1)電場強度E的大?。?br />(2)磁感應強度B的大??;
(3)粒子從點P1到第一次經(jīng)過坐標原點O所用的時間t。發(fā)布:2024/12/15 17:30:1組卷:458引用:1難度:0.6
把好題分享給你的好友吧~~