Tel: 024.7300.7989 - Phone: 1800.6947 (Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)

Giỏ hàng của tôi

Trong các lò phản ứng hạt nhân, bơm điện từ được sử dụng để bơm kim loại lỏng (như

Câu hỏi số 956075:
Vận dụng

Trong các lò phản ứng hạt nhân, bơm điện từ được sử dụng để bơm kim loại lỏng (như natri lỏng) làm chất làm mát. Không giống như bơm cơ học truyền thống, bơm điện từ không có bộ phận chuyển động mài mòn mà sử dụng trực tiếp lực từ để đẩy dòng kim loại lỏng.

Một máy bơm điện từ có đoạn ống dẫn kim loại lỏng với tiết diện thẳng là một hình chữ nhật. Từ trường đều có cảm ứng từ $B = 0,5\text{T}$ xuyên qua và vuông góc với hai mặt bên của ống, khoảng cách giữa hai mặt bên này là $a = 2,0\text{cm}$. Một dòng điện không đổi có cường độ $I = 200\text{A}$ được cung cấp đi qua khối kim loại lỏng giữa mặt trên và mặt dưới của ống, khoảng cách giữa hai này là $b = 5,0\text{cm}$ (hướng của dòng điện vuông góc với hướng của từ trường và vuông góc với chiều dòng chảy). Biết bơm điện từ này hoạt động và duy trì một lưu lượng dòng chảy kim loại lỏng là $Q = 1,7\text{lít/s}$. Bỏ qua các hao phí do điện trở và ma sát thành ống. Công suất cơ học cực đại mà lực từ của bơm đã truyền cho dòng kim loại lỏng là bao nhiêu W (làm tròn kết quả đến 1 chữ số sau dấu phẩy thập phân)?

Đáp án đúng là:

Quảng cáo

Câu hỏi:956075
Phương pháp giải

Áp dụng công thức tính lực từ (lực Ampere) tác dụng lên khối chất lỏng mang dòng điện: $F = I \cdot \mathcal{l} \cdot B$.

Áp dụng công thức liên hệ giữa lưu lượng, tiết diện và vận tốc dòng chảy: $Q = S \cdot v$.

Công thức tính công suất cơ học: $P = F \cdot v$.

Giải chi tiết

Tiết diện thẳng của ống dẫn hình chữ nhật có diện tích là:

$S = 2.10^{- 2}.5.10^{- 2} = 0,001m^{2}$

Vận tốc dòng chảy của khối kim loại lỏng dọc theo ống là:

$v = \dfrac{Q}{S} = \dfrac{1,7 \cdot 10^{- 3}}{0,001} = 1,7\text{(m/s)}$

Dòng điện $I$ được cung cấp đi qua khối kim loại lỏng từ mặt trên xuống mặt dưới (hoặc ngược lại). Do đó, chiều dài đoạn dẫn điện (chiều dài dòng điện trong chất lỏng) vuông góc với từ trường chính là khoảng cách giữa hai mặt này: $\mathcal{l} = b = 5,0\text{cm} = 0,05\text{m}$.

Độ lớn lực từ tác dụng lên dòng chảy kim loại lỏng đẩy nó đi dọc theo ống là:

$F = I \cdot \mathcal{l} \cdot B = I \cdot b \cdot B = 200 \cdot 0,05 \cdot 0,5 = 5\text{(N)}$

Công suất cơ học cực đại mà lực từ của bơm đã truyền cho dòng kim loại lỏng là:

$P = F \cdot v = 5 \cdot 1,7 = 8,5\text{(W)}$

Đáp án cần điền là: 8,5

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

>>  2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.

Hỗ trợ - Hướng dẫn

  • 024.7300.7989
  • 1800.6947 free

(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com