磁场归类练习题磁流体

1、 磁场归练习题-磁通体1、如图所示，长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正向的电流I，沿y轴正向加恒定的匀强磁场B。图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面，则：A.a处电势高于b处电势B.a处离子浓度大于b处离子浓度C.溶液的上表面电势高于下表面的电势D.溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度2医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的

2、正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160µV，磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为A. 1.3m/s ，a正、b负 B. 2.7m/s ， a正、b负C1.3m/s，a负、b正 D. 2.7m/s ， a负、b正答案：A3、如图为电磁流量计的示意图，直径为d的非磁性材料制成的圆形导管内有导电液体流动，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导电液体流动方向而穿过一段圆

3、形管道。若测得管壁内a、b两点间的电势差为U，则管中导电液体的流量Q= 4.如图所示为磁流体发电机的原理图：将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。如果射入的等离子体的初速度为v，两金属板的板长(沿初速度方向)为L，板间距离为d，金属板的正对面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于离子初速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时，电流表的示数为I。那么板间电离气体的电阻率为A.(R) B.(R) C.(R) D.(R)解析：当发电机稳定时，等离子体做匀速直线运动，所以qvBqEq，即UBdv，由I和r得(R)，故A

4、正确。答案：A5磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能，是一种低碳环保发电机，有着广泛的发展前景其发电原理示意图如图834所示，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体上呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场区域有两块面积为S，相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路，设气流的速度为v，气体的电导率(电阻率的倒数)为g.则A两板间电势差为UBdvB上板是电源的正极，下板是电源的负极C流经R的电流强度为ID流经R的电流强度为I解析等离子体喷射入磁场后，在洛伦兹力F1qBv的作用下正离子向上偏，负离子向 下偏，则上板是电源的正极，下板是电源的负极，B对

5、；两板间形成向下的电场，正、负离子将受到电场力F2q阻碍其偏转，假设外电路断路，则qBvq，即UBdv为电源电动势，A错电源内阻为r，由闭合电路欧姆定律得I，C、D错(等效思维法)答案B6. 为了诊断病人的心脏功能和动脉血液黏稠情况，需测量血管中血液的流量，如图所示为电磁流量计示意图，将血管置于磁感应强度为B的磁场中，测得血管两侧a、b两点间电压为u，已知血管的直径为d，则血管中血液的流量Q(单位时间内流过的体积)为A. B. C. D.3. C 解析：设设血液的流速为v，则u=Bdv，Q=，联立解得Q=，选项C正确。7如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的

6、导体电极，两极间距为d，极板面积为S，这两个电极与可变电阻R相连。在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为的高温电离气体，气体以速度v向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势。若不计气体流动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率。调节可变电阻的阻值，根据上面的公式或你所学过的物理知识，可求得可变电阻R消耗电功率的最大值为A B C DB 解析：本题主要考查利用数学知识解决物理问题的能力，根据数学求极值的知识可解。，因为当即R=Sd时，此时Pmax=，选项B正确。8磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间

7、的相互作用，其工作原理如下图所示，推进器矩形通道由四块板所围，通道长a1.0m，宽b0.20m，高c0.08m，其中两侧面是金属板，上下两板为绝缘板两金属板间所加电压为U200V，且位于x=0处的金属板电势较高，通道内部可视为匀强电场试求：（1）匀强电场的场强大小；（2）若在通道内灌满海水（导体），海水的电阻率0.22·m，两金属板间海水的电阻R为多大？（已知导体电阻，式中是导体的电阻率，是导体的长度，S是导体的横截面积）（3）若船静止时通道内灌满海水，并在通道内沿z轴正方向加B8.0T的匀强磁场，求这时推进器对海水推力的大小和方向解：（1）沿x方向，E=U/b=200V/0.20m

8、=1000V/m；（2）视ac面为导体的横截面积，b为导体的长度，根据所给的规律得R=L/S=b/ac=0.22×0.20/1.0×0.08=0.55；（3）I=U/R=200/0.55=363.64A对海水推力 F=BIb=8.0×363.64×0.20N582.0N根据左手定则，F的方向沿-y方向；答：（1）匀强电场的场强大小为1000V/m；（2）两金属板间海水的电阻R为0.55；（3）推进器对海水推力的大小为363.64N，方向沿-y方向9由于受地球信风带和盛西风带的影响，在海洋中形成一种河流称为海流。海流中蕴藏着巨大的动力资源。据统计

9、，世界大洋中所有海流的发电能力达109kW。早在19世纪法拉第就曾设想，利用磁场使海流发电，因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随海流作定向运动，如果有足够强的磁场能使这些带电离子向相反方向偏转，便有可能发出电来。目前，一些科学家将计划利用海流建造一座容量为1500kW的磁流体发电机。如下图所示为一磁流体发电机的原理示意图，上、下两块金属板M、N水平放置浸没在海水里，金属板面积均为S=1×103m2，板间相距d=100m海水的电阻率=025·m。在金属板之间加一匀强磁场，磁感应强度B=01T，方向由南向北，海水从东向西以速度V=5ms流过两金属板之间，将在两板之间形成电势

10、差。(1)达到稳定状态时，哪块金属板的电势较高?(2)由金属板和海水流动所构成的电源和电动势E及其内电阻r各为多少?(3)若用此发电装置给一电阻为20的航标灯供电，则在8h内航标灯所消耗的电能为多少? 解析：(1)由左手定则得N板电势较高 (2)当海水中流动的带电离子进入磁场后，将在两板间形成电势差，当所受到的电场力F和洛仑兹力f平衡达到稳定时，Eq/d=BqV，又内阻r=L/S，代入数据得电动势E=50V，内阻r=0025 (3)消耗的电能W=I2Rt，I=E/(R+r) 代入数据得W=36×106J10磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用，图1是在平静海面上某实验船的示

11、意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成。如图2所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m，工作时，在通道内沿z轴正方向加B=0.8T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使两极板间的电压U=99.6V；海水沿y轴方向流过通道。已知海水的电阻率=0.20·m。(1)船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；(2)船以vs=5.0m/s的速度匀速前进。以船为参照物，海水以5.0m/s的速率涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水的速率增加到vd=8.0m/s。求此时金属板间的感应电动势U感。船行驶时，通道中海水两侧的电压按U '=U-U感计算，海水受到电磁力的80%可以转换为船的动力。当船