Question

磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把物體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能，如圖所示，平行金屬板A、B之間相距為d，板間的磁場按勻強(qiáng)磁場處理，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等離子體以速度v沿垂直于B的方向射入磁場，金屬板A、B是邊長為a的正方形，等離子體的電阻率為ρ，外接電阻R。求：

（1）發(fā)電機(jī)的電動勢；

（2）電阻R上的電流；

（3）要使等離子體能進(jìn)入磁場所需的外力.

 

Answer 1

【答案】

（1） （2） （3）   

【解析】

試題分析：（1）等離子體進(jìn)入A、B板間在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，正、負(fù)離子分別在B、A板上聚集，從而使A、B板間有了電場，離子在板間還要受到電場力作用，當(dāng)電場力等于洛倫茲力的時候A、B板間由穩(wěn)定的電勢差即發(fā)電機(jī)電動勢，    電動勢      （4分）

（2）A、B板及板間等離子體視為電源，則電源內(nèi)阻：，又外電阻為R，根據(jù)歐姆定律可得流過R的電流：     （5分）

（3）可把等離子體視為直線電流長度為a，方向A到B，在磁場中受到安培力的作用，根據(jù)左手定則可判斷安培力的方向向外，等離子體要進(jìn)入磁場需克服該安培力，所以等離子體需要的外力：

      （5分）

考點(diǎn)：帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動涉及歐姆定律、電阻定律等知識，意在考查學(xué)生的綜合分析能力。