Question

4．如圖所示為磁流體發(fā)電機(jī)的原理圖：將一束等離子體噴射入磁場(chǎng)，在場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B，這時(shí)金屬板上就會(huì)聚集電荷，產(chǎn)生電壓，如果射入的等離子體速度均為v，兩金屬板的板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，板平面的面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于速度方向，負(fù)載電阻為R，電離氣體充滿(mǎn)兩板間的空間．當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)電時(shí)，電流表示數(shù)為I，下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． A板為磁流體發(fā)電機(jī)的正極
• B． 外電路電流方向?yàn)锽-R-A
• C． 板間電離氣體的電阻率$\frac{S}hb4hrlz$（$\frac{Bdv}{I}$-R）
• D． 板間電離氣體的電阻率$\frac{S}{L}$（$\frac{Bdv}{I}$-R）

Answer 1

分析 大量帶正電和帶負(fù)電的微粒向右進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由左手定則可以判斷正負(fù)電荷受到的洛倫茲力方向，從而確定相當(dāng)于電源的正負(fù)極，從而得出通過(guò)電阻的電流方向．抓住帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡求出發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)．根據(jù)閉合電路歐姆定律求出發(fā)電機(jī)的內(nèi)電阻．

解答 解：A、大量帶正電和帶負(fù)電的微粒向右進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由左手定則可以判斷正電荷受到的洛倫茲力向下，所以正電荷會(huì)聚集的B板上，負(fù)電荷受到的洛倫茲力向上，負(fù)電荷聚集到A板上，故B板相當(dāng)于電源的正極，A板相當(dāng)于電源的負(fù)極，所以通過(guò)電阻R的電流從下到上，即B-R-A，故A錯(cuò)誤，B正確；
C、根據(jù)qvB=q$\frac{E}qaj0n0t$得，E=Bdv．故C正確．
D、根據(jù)歐姆定律得，r=$\frac{E}{I}$-R=$\frac{Bdv}{I}$-R，再由電阻定律，R=$ρ\frac{L}{S}$，則有：電阻率ρ=$\frac{S}u4sg05t$（$\frac{Bdv}{I}$-R）．故C正確，D錯(cuò)誤．
故選：BC．

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)洛倫茲力的方向判斷物體的運(yùn)動(dòng)方向，此題還可以根據(jù)洛倫茲力與極板間產(chǎn)生的電場(chǎng)力平衡解得磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)，注意確定正負(fù)電荷的洛倫茲力的方向是解題的關(guān)鍵．解決本題的關(guān)鍵知道穩(wěn)定時(shí)，電荷所受洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡，電路中電流越大，則單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)金屬板A、B的等離子體數(shù)目增多．