高中物理20種電磁學(xué)儀器

word文檔精品文檔分享高中物理20種電磁學(xué)儀器1.電視機(jī)原理1.電視機(jī)的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的.電子束經(jīng)過電壓為U的加速電場(chǎng)后，進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，如下圖.磁場(chǎng)方向垂直于圓面.磁場(chǎng)區(qū)的中心為，半徑為r.當(dāng)不加磁場(chǎng)時(shí)，電子束將通過O點(diǎn)而打到屏幕的中心M點(diǎn).為了讓電子束射到屏幕邊緣，需要加磁場(chǎng)，使電子束偏轉(zhuǎn)一角度θ，此時(shí)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)為多少？解析：如下圖，電子在磁場(chǎng)中沿圓弧ab運(yùn)動(dòng)，圓心為，半徑為，以v表示電子進(jìn)入磁=場(chǎng)時(shí)的速度，、e分別表示電子的質(zhì)量和電荷量，那么12eUmv2evB2mvR又有tan2rR由以上各式解得：B1retan22.電磁流量計(jì)2.電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于測(cè)量可導(dǎo)電液體〔如污水〕在管中的流量〔在單位時(shí)間內(nèi)通過管內(nèi)橫截面的流體的體積〕．為了簡(jiǎn)化，假設(shè)流量計(jì)是如下圖的橫截面為長(zhǎng)方形的一段管道．其中空局部的長(zhǎng)、寬、高分別為圖中的a、b、c．流量計(jì)的兩端與輸送流體的管道相連接〔圖中虛線〕．圖中流量計(jì)的上下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料．現(xiàn)于流量計(jì)所在處加磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直前后兩面．當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，在管外將流量計(jì)上、下兩外表分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接，I表示測(cè)得的電流值．已知流體的電阻率為ρ，不計(jì)電流表的內(nèi)阻，那么可求得流量為〔〕A.IcbRBaB.IbaRBcword文檔精品文檔分享C.IcRaBbD.IRbcBa3.質(zhì)譜儀3.如圖是測(cè)量帶電粒子質(zhì)量的儀器工作原理示意圖。設(shè)法使某有機(jī)化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中所示的容器A中，使它受到電子束轟擊，失去一個(gè)電子變成正一價(jià)的分子離子。分子離子從狹縫s1以很小的速度進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)區(qū)〔初速不計(jì)〕，加速后，再通過狹縫s2、s3射入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于磁場(chǎng)區(qū)的界面PQ。最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面而且平行于狹縫s3的細(xì)線。假設(shè)測(cè)得細(xì)線到狹縫s3的距離為d，試導(dǎo)出分子離子的質(zhì)量m的表達(dá)式。解析：以、q表示離子的質(zhì)量電量，以v表示離子從狹縫s2射出時(shí)的速度，由功能關(guān)系可得射入磁場(chǎng)后，在洛侖茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓定律可得式中R為圓的半徑。感光片上的細(xì)黑線到s3縫的距離d＝R解得4.磁流體發(fā)電4.磁流體發(fā)電是一種新型發(fā)電方式，圖1和圖2是其工作原理示意圖。圖1中的長(zhǎng)方體是發(fā)電導(dǎo)管，其中空局部的長(zhǎng)、高、寬分別為l、、，前后兩個(gè)側(cè)面是絕緣體，上下兩個(gè)側(cè)面是電阻可略的導(dǎo)體電極，這兩個(gè)電極與負(fù)載電阻R1相連。整個(gè)發(fā)電導(dǎo)管處于圖2中磁word文檔精品文檔分享場(chǎng)線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，方向如下圖。發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)有電阻率為ρ的高溫、高速電離氣體沿導(dǎo)管向右流動(dòng)，并通過專用管道導(dǎo)出。由于運(yùn)動(dòng)的電離氣體受到磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)。發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)電離氣體流速隨磁場(chǎng)有無而不同。設(shè)發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)電離氣體流速處處一樣，且不存在磁場(chǎng)時(shí)電離氣體流速為v0，電離氣體所受摩擦阻力總與流速成正比，發(fā)電導(dǎo)管兩端的電離氣體壓強(qiáng)差△p維持恒定，求：〔1〕不存在磁場(chǎng)時(shí)電離氣體所受的摩擦阻力F多大；〔2〕磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)E的大??；〔3〕磁流體發(fā)電機(jī)發(fā)電導(dǎo)管的輸入功率。1〕不存在磁場(chǎng)時(shí)，由力的平衡得〔2〕設(shè)磁場(chǎng)存在時(shí)的氣體流速為v，那么磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)回路中的電流電流I受到的安培力設(shè)F'為存在磁場(chǎng)時(shí)的摩擦阻力，依題意存在磁場(chǎng)時(shí)，由力的平衡得根據(jù)上述各式解得〔3〕磁流體發(fā)電機(jī)發(fā)電導(dǎo)管的輸入功率word文檔精品文檔分享由能量守恒定律得故5.發(fā)電機(jī)5.圖1中是一臺(tái)發(fā)電機(jī)定子中的磁場(chǎng)分布圖，其中、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，它們的外表呈半圓柱面形狀．M是圓柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸．磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿圓柱半徑、大小近似均勻的磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B=0.50T，圖2是該發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的示意圖〔虛線表示定子的鐵芯abcd可繞過adcb邊的中點(diǎn)并與圖1中的鐵芯M共軸的固定轉(zhuǎn)軸′旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中，線框的ab、cd邊始終處在圖1所示的縫隙內(nèi)的磁場(chǎng)中．a(chǎn)b邊長(zhǎng)L=20.0cmad邊長(zhǎng)L=10.0cm線框共有N=8匝導(dǎo)線．將發(fā)電機(jī)的輸出端接入圖中的裝置K后，裝置K能使交流電變成直流電，而不改變其電壓的大?。绷麟姷牧硪粋€(gè)輸出端與一可變電阻R相連，可變電阻的另一端P是直流電的正極，直流電的另一個(gè)輸出端Q是它的負(fù)極．圖3是可用于測(cè)量阿伏加德羅常數(shù)的裝置示意圖，其中、B是兩塊純銅片，插在CuSO4稀溶液中，銅片與引出導(dǎo)線相連，引出端分別為x、y．現(xiàn)把直流電的正、負(fù)極與兩銅片的引線端相連，調(diào)節(jié)，使CuSO4溶液中產(chǎn)生I=0.20A的電流．假設(shè)發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻可忽略不計(jì)，兩銅片間的電阻r是恒定的，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=200rad/s〕每匝線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。?〕可變電阻R與、B間電阻r之和．解析：〔〕設(shè)線框邊的速度為，那么有：lv，22一匝線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：=2Bl1v，代入數(shù)據(jù)解得：=0.31V〔2〕N匝線圈中的總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=NE1由歐姆定律，得：E=I〔r+R〕，代入數(shù)字解得：r+R=12Ωword文檔精品文檔分享6.加速度計(jì)6.串列加速器是用來產(chǎn)生高能離子的裝置，圖中虛線框內(nèi)為其主體的原理示意圖，其中加速管的中部b處有很高的正電勢(shì)，a、c兩端均有電極接地〔電勢(shì)為零〕?，F(xiàn)將速度很低的負(fù)一價(jià)碳離子從a端輸入，當(dāng)離子到達(dá)b處時(shí)，可被設(shè)在b處的特殊裝置將其電子剝離，成為n價(jià)正離子，而不改變其速度大小。這些正n價(jià)碳離子從c端飛出后進(jìn)入一與其速度方向垂直的、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在磁場(chǎng)中做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，-26碳離子的質(zhì)量m=2.0×10㎏，U=7.5×105，B=0.5，B=0.，n=2，基元電荷e=1.6×10-19C，求。6.電子稱6.在科技活動(dòng)中某同學(xué)利用自制的電子秤來稱量物體的質(zhì)量，如下圖為電子秤的原理圖，托盤和彈簧的電阻與質(zhì)量均不計(jì)?；瑒?dòng)變阻器的滑動(dòng)端與彈簧上端連接，當(dāng)托盤中沒有放物體時(shí)，電壓表示數(shù)為零。滑動(dòng)變阻器的總電阻為，總長(zhǎng)度為l，電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為r，限流電阻的阻值為R0，彈簧勁度系數(shù)為k，不計(jì)一切摩擦和其他阻力，電壓表為理想表，當(dāng)長(zhǎng)盤上放上某物體時(shí)，電壓表的示數(shù)為，求此時(shí)稱量物體的質(zhì)量。word文檔精品文檔分享的物體時(shí)，彈簧的壓縮量為x由全電路歐姆定律知：，聯(lián)立求解得8.噴墨打印機(jī)8.噴墨打印機(jī)的構(gòu)造簡(jiǎn)圖如下圖，其中墨盒可以發(fā)出墨汁微滴，此微滴經(jīng)過帶電室時(shí)被帶上負(fù)電，帶電的多少由計(jì)算機(jī)按字體筆畫上下位置輸入信號(hào)控制.帶電后的微滴以一定的初速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，打到紙上，顯示出字體.無信號(hào)輸入時(shí)，墨汁微滴不帶電，徑直通過偏轉(zhuǎn)板而注入回流槽流回墨盒.設(shè)偏轉(zhuǎn)板板長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.6cm，兩板間的距離為d=0.50cm，偏轉(zhuǎn)板的右端距紙1=3.2cm，假設(shè)一個(gè)墨汁微滴的質(zhì)量為m=1.6×100=20m／s的初-10kg，以v速度垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是U=8.0×103，假設(shè)墨汁微滴打到紙上的點(diǎn)距原射入方向的距離是Y=2.0mm.不計(jì)空氣阻力和墨汁微滴的重力，可以認(rèn)為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)只局限在平行板電容器內(nèi)部，忽略邊緣電場(chǎng)的不均勻性.小題1:上述墨汁微滴通過帶電室?guī)У碾娏渴嵌嗌?；小題2:假設(shè)用〔1為了使紙上的字體放大10小題1:墨汁微滴在平行板運(yùn)動(dòng)時(shí)，由電學(xué)知識(shí)可得：U=〞Ed〞墨汁微滴在豎直方向的加速度:a=2墨汁微滴在豎直方向的位移:y=at墨汁微滴在平行板運(yùn)動(dòng)時(shí)間：L=vt由幾何學(xué)知識(shí)可得：word文檔精品文檔分享-13?聯(lián)立可解得：q=1.25×10小題2:要使字體放大10%，那么墨汁微滴打到紙上的點(diǎn)距原射入方向的距離應(yīng)是Y、=Y(1+10%)設(shè)此時(shí)墨汁微滴在豎直方向的位移是y‘，由幾何知識(shí)可得：3可解得：U=8.8×10〔〕9.電熱毯9.如下圖是某種型號(hào)的電熱毯的電路圖，電熱毯接在交流電源上，通過裝置p使加在電熱絲上的電壓的波形如下圖．此時(shí)接在電熱絲兩端的交流電壓表的讀數(shù)為〔〕．110VB．156V．220V．311V10.速度選擇器10.如圖11-2-22所示是某離子速度選擇器的示意圖，在一半徑為=10cm的圓柱形桶－4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向平行于軸線,在圓柱桶某一直徑的兩端開有小孔,作為入射內(nèi)有=10孔和出射孔.離子束以不同角度入射,最后有不同速度的離子束射出.現(xiàn)有一離子源發(fā)射比荷為γ×1011C/kg的陽離子,粒子束中速度分布連續(xù).當(dāng)角θ°時(shí),出射離子速度v的大小是()A.B.C.D.word文檔精品文檔分享解析:由題意,離子從入射孔以°角射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).能夠從出射孔射出的離子剛好在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期,由幾何關(guān)系可知離子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑,又出射離子的速度大小為,選項(xiàng)B正確.11.電磁泵11由于不允許傳動(dòng)的機(jī)械局部與這些液體相關(guān)接觸，常使用一種電磁泵，圖11為這種電磁泵的構(gòu)造。將導(dǎo)管放在磁場(chǎng)中，當(dāng)電流穿過導(dǎo)電液體時(shí)，這種液體即被驅(qū)動(dòng)。問：⑴這種電磁泵的原理是怎樣的？⑵假設(shè)導(dǎo)管內(nèi)截面積S=，磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，寬度為，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，液體穿過磁場(chǎng)區(qū)域的電流強(qiáng)度為I，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)管兩端形成的壓強(qiáng)差為多少？解析：⑴這種電磁泵的原理是：當(dāng)電流流過液體時(shí)，液體即成為截流導(dǎo)體，在磁場(chǎng)中將受到磁場(chǎng)力的作用，力的方向由左手定那么判定知，液體將沿圖中V方向流動(dòng)。⑵設(shè)驅(qū)動(dòng)力形成的壓強(qiáng)差為△，那么有△F即△bh=IhB所以△=BI/b12.沖擊電流計(jì)word文檔精品文檔分享12.物理實(shí)驗(yàn)中，常用一種叫做“沖擊電流計(jì)〞的儀器測(cè)定通過電路的電荷量。如圖所示，探測(cè)線圈與沖擊電流計(jì)G串聯(lián)，線圈的匝數(shù)為，面積為，線圈與沖擊電流計(jì)組成的回路電阻為，利用上述電路可以測(cè)量被測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度?，F(xiàn)將線圈放在被測(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，開場(chǎng)時(shí)讓線圈平面與磁場(chǎng)垂直，然后把探測(cè)線圈翻轉(zhuǎn)180°，此過程中，沖擊電流計(jì)測(cè)出通過線圈的電荷量為q。由上述數(shù)據(jù)可知：①該過程中穿過線圈平面的磁通變化量是____________；②被測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為____________。解析：通過沖擊電流計(jì)的電荷量q=It=t==變化量ΔΦ=qR/n=BS--BS=2BS，B=?？疾齑磐?、電磁感應(yīng)現(xiàn)象，難度適中。13.示波管13.如下圖為示波管的原理圖，電子槍中熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子，初速度很小，可視為零。電子槍的加速電壓為U0，緊挨著是偏轉(zhuǎn)電極YY′和XX′，設(shè)偏轉(zhuǎn)電極的極板長(zhǎng)均為，板間距離均為，偏轉(zhuǎn)電極XX′的右端到熒光屏的距離為。電子電量為，質(zhì)量為〔不計(jì)偏轉(zhuǎn)電極YY′和XX′二者之間的間距〕、在YY′、XX′偏轉(zhuǎn)電極上不加電壓時(shí)，電子恰能打在熒光屏上坐標(biāo)的原點(diǎn)。求：〔1〕假設(shè)只在YY′偏轉(zhuǎn)電極上加電壓，那么電子到達(dá)熒光屏上的速度多大?〔2〕在第〔〕問中，假設(shè)再在XX′偏轉(zhuǎn)電板上加上，試在熒光屏上標(biāo)出亮點(diǎn)的大致位置，并求出該點(diǎn)在熒光屏上坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。解：〔〕經(jīng)加速電壓后電子的速度為，那么有word文檔精品文檔分享電子經(jīng)過YY′偏轉(zhuǎn)電極的時(shí)間為側(cè)向分速度為，那么有電子打到熒光屏上的速度等于離開偏轉(zhuǎn)電極時(shí)的速度〔〕電子在YY′偏轉(zhuǎn)電極中的側(cè)向位移為離開YY′偏轉(zhuǎn)電極后的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為、側(cè)向位移為那么有電子在y方向的位移為同理：電子在XX′偏轉(zhuǎn)電極中的側(cè)向位移為離開XX′后運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，側(cè)向位移為，那么有電子在x方向的位移為光點(diǎn)在熒光屏上的坐標(biāo)14.磁懸浮列車14.某種超導(dǎo)磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時(shí)通過周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力．其推進(jìn)原理可以簡(jiǎn)化為如下圖的模型：在水平面上相距b的兩根平行直導(dǎo)軌間，有豎直方向等距離分布的方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)1和2=B，每個(gè)磁場(chǎng)分布區(qū)間的長(zhǎng)都是a，相間排列，所有這些磁場(chǎng)都以速度v向右勻速平動(dòng)．這時(shí)跨word文檔精品文檔分享在兩導(dǎo)軌的為a為b的金屬框MNQP懸浮在導(dǎo)軌正上方〕在磁場(chǎng)力作用下將向右運(yùn)動(dòng)．設(shè)金屬框的總電阻為，運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力為f，求：〔1〕列車在運(yùn)動(dòng)過程中金屬框產(chǎn)生的最大電流；〔2〕列車能到達(dá)的最大速度；〔3〕簡(jiǎn)述要使列車停下可采取哪些可行措？15.電磁爐15.電磁爐專用平底鍋的鍋底和鍋壁均由耐高絕成,起加熱作用的是安裝在鍋底平面的一系列粗細(xì)均勻半徑不同的同心導(dǎo)體環(huán)〔導(dǎo)體環(huán)的分布如下圖〕料每米的電阻為R0Ω，從中心向外第n個(gè)同心圓環(huán)的半徑為rn=nr0(其中n=1,2,3,?，8,共有8個(gè)圓環(huán)，r0為)示。當(dāng)電磁爐開啟后，能產(chǎn)生垂直于鍋底方向的變化磁場(chǎng)，磁場(chǎng)在環(huán)狀導(dǎo)體上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)規(guī)為：e=S·2sinωt〔式中：e為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)，S為環(huán)狀導(dǎo)體所包圍的圓平面的面積，ω為?！?那么，當(dāng)電磁爐正常工作時(shí)，求：〔1〕第n個(gè)導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流的有效〔2〕前三條〔靠近中心的三條〕導(dǎo)體環(huán)釋放的總功率有大？word文檔精品文檔分享〔3〕假設(shè)導(dǎo)體環(huán)產(chǎn)生的熱量全部以波長(zhǎng)為λ的紅外線光子輻射出來，t秒鐘內(nèi)射出的光子數(shù)是多少？〔光速c和普朗克常數(shù)h為量，t>>2π/ω〕解：〔〕根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)律:第n個(gè)環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)最Enmax=2r2n第n個(gè)環(huán)的電為：Rn=2πrn·R0因此第n個(gè)環(huán)中電流的最I(lǐng)nmax=Enmax/Rn=rn/R0因此第n個(gè)環(huán)中電流的有In==rn/R0=n(n=1,2,?,8)〔2〕由：P1=和：Pn=In=nRP1前三個(gè)導(dǎo)電圓環(huán)，釋放的功：P=P1+P2+P3=〔11πr30/R033〕P〔3〕設(shè):t秒內(nèi)輻射出的光子數(shù)為Nn，因?yàn)殡娔苋哭D(zhuǎn)化為光能：∴Innt=N·hv2Rλv∴Nn=n3第三條導(dǎo)體環(huán)上釋放的光子數(shù)：N3=16.自由電子激光器16.常見的激光器有固體激光器和氣體激光器，世界上興旺國(guó)家已經(jīng)研究出了自由電子激光器，其原理可簡(jiǎn)單用圖表示：自由電子〔設(shè)初速度為零〕經(jīng)電場(chǎng)加速，射上下許多磁鐵的管中，相鄰的兩塊磁鐵的極性是相反的，在磁場(chǎng)的作用下電子扭動(dòng)前，猶如小蟲在水中游動(dòng)．電子每扭動(dòng)一次就會(huì)發(fā)出一個(gè)光子〔不計(jì)電子發(fā)出光子能量的管子兩端的反射鏡使光子來回反射，結(jié)果從略為透光的一端發(fā)射出激光．加速電U=1.84×10-30，電子量為×10-19kg，電子的電量q=1.6×10，每對(duì)磁極間的磁場(chǎng)可看-4作是均勻的，磁感應(yīng)度為B=9×10，每個(gè)磁極的左右寬度為a=30cm，垂直于紙面方向word文檔精品文檔分享的長(zhǎng)度為b=60cm，忽略左右磁極間的縫隙，當(dāng)電子在磁極的正中間向右垂直于磁場(chǎng)方向射入時(shí)，電子可通過幾對(duì)磁極？17.霍爾效應(yīng)word文檔精品文檔分享18.磁流體推進(jìn)船18.磁流體推進(jìn)船的動(dòng)力來源于電流與磁場(chǎng)間的相互作用。圖1是在平靜海面上某實(shí)驗(yàn)船的示意圖，磁流體推進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道〔簡(jiǎn)稱通道〕組成。如圖2所示，通道尺寸、b=0.15m、c=0.10m。工作時(shí)，在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=8.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；沿x軸負(fù)方向加勻強(qiáng)電場(chǎng)，使兩金屬板間的電壓U=99.6V；海水沿y軸方向流過通道。海水的電阻率ρ=0.20Ω?m?！病炒o止時(shí)，求電源接通瞬間推進(jìn)器對(duì)海水推力的大小和方向；word文檔精品文檔分享〔vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)。假設(shè)以船為參照物，海水以5.0m/s的速率涌入進(jìn)水口，由于通道的截面積小于進(jìn)水口的截面積，在通道內(nèi)海水速率增加到vA=8.0m/s。求此時(shí)兩金屬板間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)US；〔〕船行駛時(shí)，通道中海水兩側(cè)的電壓按′=U-Us計(jì)算，海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)化為對(duì)船的推力。當(dāng)船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)時(shí)，求海水推力的功率。1〕根據(jù)安培力公式，推力1=IBb，其中那么，對(duì)海水推力的方向沿y軸正方向〔向右〕〔2〕U感=Bv感b=9.6V〔3〕根據(jù)歐姆定律，安培推力=I2Bb=720N對(duì)船的推力F=80%F=576N推力的功率s=80%F2vs=2880W19.靜電分選器19.下列圖是某種靜電分選器的原理示意圖。兩個(gè)豎直放置的平行金屬板帶有等量異號(hào)電荷，形成勻強(qiáng)電場(chǎng)。分選器漏斗的出口與兩板上端處于同一高度，到兩板距離相等?；旌显谝黄鸬腶、b兩種顆粒從漏斗出口下落時(shí)，a種顆粒帶上正電，b種顆粒帶上負(fù)電。經(jīng)分選電場(chǎng)后，、b兩種顆粒分別落到水平傳送帶、B上。兩板間距d=0.1m，板的度l=0.5m，電場(chǎng)僅局限在平行板之間；各顆粒所帶電量大小與其質(zhì)量之比均為×10－5C/kg。設(shè)顆粒進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度為零，分選過程中顆粒大小及顆粒間的相互作用力不計(jì)。要求兩種顆粒離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)，不接觸到極板但有最大偏轉(zhuǎn)量。重力加速度g取10m/s2。〔1〕左右兩板各帶何種電荷？?jī)蓸O板間的電壓多大？〔2〕假設(shè)兩帶電平行板的下端距傳送帶、B的高度H=0.3m，顆粒落至傳送帶時(shí)的速度大小是多少？〔3〕設(shè)顆粒每次與傳帶碰撞反彈時(shí)，沿豎直方向的速度大小為碰撞前豎直方向速度大小的一半。寫出顆粒第n次碰撞反彈高度的表達(dá)式。并求出經(jīng)過多少次碰撞，