如圖所示,橫截面為矩形的管道中,充滿了水銀,管道的上下兩壁為絕緣板,左右兩壁為導(dǎo)體板,(圖中斜線部分),兩導(dǎo)體板被一無(wú)電阻的導(dǎo)線短接.管道的高度為a,寬度為b,長(zhǎng)度為c.加在管道兩端截面上的壓強(qiáng)差恒為p,水銀以速度v沿管道方向流動(dòng)時(shí),水銀受到管道的阻力f與速度成正比,即f=kv(k為已知量).求:
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/3ac79f3df8dcd1005d851490718b4710b9122f62.jpg)
(1)水銀的穩(wěn)定速度v
1為多大?
(2)如果將管道置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)與絕緣壁垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向向上,此時(shí)水銀的穩(wěn)定流速v
2又是多大?(已知水銀的電阻率為ρ,磁場(chǎng)只存在于管道所在的區(qū)域,不考慮管道兩端之外的水銀對(duì)電路的影響)
(1)水銀勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),壓力與阻力二力平衡,則有
pab=kv
1,
解得,水銀穩(wěn)定速度
v1=(2)將管道置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,水銀切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E=Bbv
2 回路中電阻為
R=ρ由歐姆定律得感應(yīng)電流為I=
=
=
由平衡條件可得 p?ab=BIb+kv
2所以
v2=答:(1)水銀的穩(wěn)定速度v
1為
.
(2)將管道置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,水銀的穩(wěn)定流速v
2是
.