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）求開關(guān)閉合前，M、N兩板間的電勢(shì)差大小U0；
（2）求開關(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。

（1） （2） （3）

解析試題分析：（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(xiàn)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
考點(diǎn)：本題考查洛倫茲力、歐姆定律、電功率

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

有一種測(cè)量人體重的電子秤，其原理圖如右圖中的虛線框內(nèi)所示，它主要由三部分構(gòu)成：踏板、壓力傳感器R(是一個(gè)阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實(shí)質(zhì)是理想電流表)．設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計(jì)，已知理想電流表的量程為3 A，電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，內(nèi)阻為2 Ω，電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為 (F和R的單位分別是N和Ω)．下列說法正確的是(　　)

①該秤能測(cè)量的最大體重是1400 N　②該秤能測(cè)量的最大體重是1 300 N�、墼摮恿憧潭染�(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.375 A處�、茉摮恿憧潭染�(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.400 A處

A．①③　　　　　　　　B．①④
C．②③D．②④

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

如圖所示，電源兩級(jí)的路端電壓保持12V不變，R1=30，變阻器R2的阻值變化范圍是0～10。開關(guān)S閉合，當(dāng)變阻器滑片P由a端滑至b端過程中電壓表示數(shù)的變化范圍為       V≤U≤        V

 

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

在如圖 (a)所示的虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎鸥袘?yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖(b)所示．邊長為l，總電阻為R的正方形線框abcd有一半處在磁場(chǎng)中且固定，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，在0～T時(shí)間內(nèi)，求：

（1）線框中電流的大小和方向； 
（2）線框ab邊的生熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（本題10分）如圖所示，水平面上有兩根相距1m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計(jì)，在M和P之間接有阻值為R的定值電阻。導(dǎo)體棒ab長l＝1m，其電阻為r，與導(dǎo)軌接觸良好。整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4T�，F(xiàn)使ab以v＝10m/s的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)。求：
（1）ab中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大？流過電阻R的電流的方向如何？
（2）若定值電阻R＝6.0Ω，導(dǎo)體棒的電阻r＝2.0Ω，則電路中的電流多大？ab兩端的電壓多大？
（3）導(dǎo)體棒ab所受的安培力多大？方向如何？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示電路，電源內(nèi)阻，，，燈L標(biāo)有“3V 1.5W”字樣，滑動(dòng)變阻器最大值為R，當(dāng)滑片P滑到最右端A時(shí)，電流表讀數(shù)為1A，此時(shí)
燈L恰好正常發(fā)光，試求：

(1)電源電動(dòng)勢(shì)E；
(2)當(dāng)滑片P滑到最左端B時(shí)，電流表讀數(shù)；
(3)當(dāng)滑片P位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器上消耗的功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）在圖所示的電路中，電源和電流表的內(nèi)阻均的不計(jì)，當(dāng)兩個(gè)電鍵K1K2都斷開或都閉合時(shí)，電流表的讀數(shù)是相同的，求電阻R的阻值．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（15分）如圖所示，電源內(nèi)阻，。當(dāng)電鍵閉合時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為1.5A和2V。求：

（1）電源電動(dòng)勢(shì)；
（2）的阻值；
（3）電鍵斷開時(shí)，干路上的電流強(qiáng)度。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（13分）．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，電源內(nèi)阻不計(jì)。定值電阻R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ。求：

（1）若在ab之間接一個(gè)C=100μF的電容器，閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后電容器上所帶的電量是多少？
（2）若在ab之間接一個(gè)內(nèi)阻RV =4.8kΩ的電壓表，其示數(shù)是多少？

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