Question

由于受地球盛行風(fēng)帶的影響，海水在海洋表層形成了常年穩(wěn)定的定向流動(dòng)叫洋流。洋流中蘊(yùn)藏著巨大的動(dòng)力資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界大洋中所有洋流的發(fā)電能力達(dá)10⁹ kW。早在19世紀(jì)法拉第就曾設(shè)想，利用磁場(chǎng)使洋流發(fā)電。因?yàn)楹Ｋ�中含有大量的帶電離子，這些離子隨洋流做定向運(yùn)動(dòng)，如果有足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)能使這些帶電離子向相反方向偏轉(zhuǎn)，便有可能發(fā)出電來。

如圖為洋流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，上、下兩塊金屬板MN水平放置浸沒在海水里，金屬板面積均為S=1．0×10³m²，板間相距d=100 m，海水的電阻率ρ=0．25 Ω·m。在金屬板之間加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0．1T。方向由南向北，海水從東向西以速度v=5 m／s流過兩金屑板之間，將在兩板之間形成電勢(shì)差。求：

(1)由金屬板和海水流動(dòng)所構(gòu)成的電源的電動(dòng)勢(shì)E及其內(nèi)電阻r各為多少?

(2)若用此發(fā)電裝置給一電阻為20Ω的航標(biāo)燈供電，則在8h內(nèi)航標(biāo)燈所消耗的電能為多少?

Answer 1

解：(1)E=BLV  ①  =0．1×100×5=50V

r=ρ  ②  r=0.25=0．025Ω 

(2)W=·t  ③ 

W=3．6×106