在原子反應(yīng)堆中抽動(dòng)液態(tài)金屬或在醫(yī)療器械中抽動(dòng)血液等導(dǎo)電液體時(shí),由于不允許傳動(dòng)機(jī)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(jiǎn)化結(jié)構(gòu)示意圖,將裝有液態(tài)金屬、截面為矩形的導(dǎo)管的一部分水平置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)電流穿過(guò)液態(tài)金屬時(shí),液態(tài)金屬即被驅(qū)動(dòng)。若輸送液態(tài)金屬的管道(用特殊陶瓷材料制成)截面長(zhǎng)為a,寬為b(不計(jì)管道壁的厚度),正、負(fù)電極板鑲嵌在管道兩側(cè)(兩極板正對(duì)且與管內(nèi)液態(tài)金屬良好接觸),電極板長(zhǎng)為c,寬為b;正、負(fù)電極板間的液態(tài)金屬恰好處在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi),該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向與導(dǎo)管上、下表面垂直;通過(guò)兩電極板間液態(tài)金屬的電流為I;液態(tài)金屬在磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力的作用下,在導(dǎo)管中以恒定的速率v流動(dòng)。已知液態(tài)金屬的電阻率為ρ。
(1)導(dǎo)管截面上由磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力所形成的附加壓強(qiáng)是多大?
(2)在Δt時(shí)間內(nèi),電流通過(guò)兩電極板間液態(tài)金屬所消耗的電能是多少?
(3)推動(dòng)液態(tài)金屬的驅(qū)動(dòng)力實(shí)際上是通電金屬液柱在磁場(chǎng)中受到的安培力,安培力推動(dòng)液態(tài)金屬做功,使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。我們知道,導(dǎo)體中的運(yùn)動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)電荷是不做功的,但是推動(dòng)液態(tài)金屬的安培力卻做功了,這是為什么?請(qǐng)你對(duì)此做出合理的解釋(為了方便,可假設(shè)液態(tài)金屬中的自由電荷為正電荷)。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:123引用:2難度:0.3
相似題
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1.如圖所示,在y軸的右方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在x軸的下方有一方向平行x軸向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)?,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子由靜止經(jīng)過(guò)加速電壓為U的電場(chǎng)加速,并從y軸上的A點(diǎn)垂直y軸進(jìn)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(jìn)入第四象限,最后到達(dá)y軸上的Q點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)。已知電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小
,不考慮粒子受到的重力,則( ?。?/h2>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(qiáng)電場(chǎng),勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=103V/m,平行邊界N、P間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),相鄰邊界間距均為L(zhǎng)=0.2m,一個(gè)質(zhì)量為m=10-11kg、電荷量為q=10-7C的帶正電的粒子從電場(chǎng)中緊靠邊界M的O點(diǎn),以垂直電場(chǎng)方向向上、大小為v0=2×103m/s的初速度射入電場(chǎng),經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后,粒子進(jìn)入磁場(chǎng),粒子剛好不從磁場(chǎng)的邊界P射出磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力,求:
(1)粒子從O開(kāi)始第一次運(yùn)動(dòng)到邊界N時(shí)速度的大?。?br />(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?br />(3)粒子第一次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),在y<0的空間中存在方向垂直xOy平面(紙面)向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),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(diǎn)以速率v0=10m/s沿x軸正方向射入電場(chǎng);然后經(jīng)過(guò)x軸上的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后,經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O返回第一象限。已知OP1=d=1m,OP2=2qm=13×10-2m,不計(jì)粒子重力。求:3d=23
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。?br />(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??;
(3)粒子從點(diǎn)P1到第一次經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O所用的時(shí)間t。發(fā)布:2024/12/15 17:30:1組卷:458引用:1難度:0.6
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