- 二一组卷

题型：综合题题类：常考题难易度：困难

黑龙江省大庆市第四中学2019-2020学年高二上学期第二次月考物理试题

为了降低潜艇噪音，提高其前进速度，可用电磁推进器替代螺旋桨．潜艇下方有左、右两组推进器，每组由6个相同的、用绝缘材料制成的直线通道推进器构成，其原理示意图如图所示．在直线通道内充满电阻率ρ＝0.2Ωm的海水，通道中a×b×c＝0.3m×0.4m×0.3m的空间内，存在由超导线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B＝6.4T、方向垂直通道侧面向外．磁场区域上、下方各有a×b＝0.3m×0.4m的金属板M、N，当其与推进器专用直流电源相连后，在两板之间的海水中产生了从N到M、大小恒为I＝1.0×10³A的电流，设该电流只存在于磁场区域．不计电源内阻及导线电阻，海水密度ρ_m≈1.0×10³kg/m³ ．

（1）、求一个直线通道推进器内磁场对通电海水的作用力大小，并判断其方向；

（2）、当潜艇以恒定速度v₀＝30 m/s前进时，海水在出口处相对于推进器的速度v＝34 m/s，专用直流电源所提供的电功率可分为三部分：12个推进器的牵引功率P₁、12个推进器中海水的电热功率P₂、12个推进器单位时间内海水动能的增加值P₃（提示：Δt时间内每个推进器喷出海水的质量可表示为m＝ρmbc（v-v₀）Δt，计算海水动能时对应的速率要用相对于地面的速率）．求出这三个相应功率的大小．

举一反三

如图，灯泡D与电动机M中串联在一个稳压电源上，电源的输出电压为U=20V，灯泡D的电阻为R_D=6Ω，电动机M线圈的电阻为R_M=2Ω，与电动机并联的理想电压表读数为U_M=14V．电动机的转轴的摩擦可忽略，求：