问题详情:
磁流体发电技术是目前世界上正在研究的新兴技术。如图所示是磁流体发电机示意图,发电管道部分长为l、高为h、宽为d.前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极。两个电极与负载电阻R相连。整个管道放在匀强磁场中,磁感强度大小为B,方向垂直前后侧面向后。现有平均电阻率为ρ的电离气体持续稳定地向右流经管道。实际情况较复杂,为了使问题简化,设管道中各点流速相同,电离气体所受摩擦阻力与流速成正比,无磁场时电离气体的恒定流速为v0,有磁场时电离气体的恒定流速为v.
(1)求流过电阻R的电流的大小和方向;
(2)为保*持续正常发电,无论有无磁场存在,都对管道两端电离气体施加附加压强,使管道两端维持一个水平向右的恒定压强差∆p,求∆p的大小;
(3)求这台磁流体发电机的发电效率。
【回答】
(1)(8分)将电离气体等效为导体切割磁感线产生感应电动势
E = Bhv (2分)
内电阻 (2分)
根据欧姆定律 (2分)
解得 (1分)
电流方向为M到N (1分)
(2)(5分)已知摩擦力与流速成正比,设比例系数为k
取管道内全部气体为研究对象,根据力的平衡
无磁场时 ∆phd = kv0 (2分)
有磁磁场时 ∆phd = kv + BIh (2分)
解得 (1分)
(3)(7分)输入功率 P入= ∆phdv (2分)
电源功率 P = EI (2分)
发电效率 (2分)
解得 (1分)
知识点:专题八 电磁感应
题型:综合题