磁流體發電技術是目前世界上正在研究的新興技術。如圖所示是磁流體發電機示意圖,發電管道部分長為l、高為h、寬為d...
問題詳情:
磁流體發電技術是目前世界上正在研究的新興技術。如圖所示是磁流體發電機示意圖,發電管道部分長為l、高為h、寬為d.前後兩個側面是絕緣體,上下兩個側面是電阻可忽略的導體電極。兩個電極與負載電阻R相連。整個管道放在勻強磁場中,磁感強度大小為B,方向垂直前後側面向後。現有平均電阻率為ρ的電離氣體持續穩定地向右流經管道。實際情況較複雜,為了使問題簡化,設管道中各點流速相同,電離氣體所受摩擦阻力與流速成正比,無磁場時電離氣體的恆定流速為v0,有磁場時電離氣體的恆定流速為v.
(1)求流過電阻R的電流的大小和方向;
(2)為保*持續正常發電,無論有無磁場存在,都對管道兩端電離氣體施加附加壓強,使管道兩端維持一個水平向右的恆定壓強差∆p,求∆p的大小;
(3)求這臺磁流體發電機的發電效率。
【回答】
(1)(8分)將電離氣體等效為導體切割磁感線產生感應電動勢
E = Bhv (2分)
內電阻 (2分)
根據歐姆定律 (2分)
解得 (1分)
電流方向為M到N (1分)
(2)(5分)已知摩擦力與流速成正比,設比例係數為k
取管道內全部氣體為研究物件,根據力的平衡
無磁場時 ∆phd = kv0 (2分)
有磁磁場時 ∆phd = kv + BIh (2分)
解得 (1分)
(3)(7分)輸入功率 P入= ∆phdv (2分)
電源功率 P = EI (2分)
發電效率 (2分)
解得 (1分)
知識點:專題八 電磁感應
題型:綜合題
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