Question

15．磁流體發(fā)電機原理如圖所示，將一束等離子體（正負電荷組成的離子化氣體狀物質(zhì)）噴射入磁場，在電場中有兩塊金屬板A、B，這時金屬板上就會聚集電荷，產(chǎn)生電壓．如果射入的等離子體速度為v，板間距離為d，勻強磁場的磁感應強度為B，方向與速度方向垂直，負載電阻為R，電離氣體充滿兩板間的空間．當發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電時，電流表示數(shù)為I．則：
（1）圖中A板為電源的正極；（填“A”或“B”）
（2）有電流從a經(jīng)用電器流向b；（填“a”或“b”）
（3）這個發(fā)電機的電動勢為Bdv．

Answer 1

分析 大量帶正電和帶負電的微粒向右進入磁場時，由左手定則可以判斷正負電荷受到的洛倫茲力方向，從而確定相當于電源的正負極，從而得出通過電阻的電流方向．抓住帶電粒子在復合場中受電場力和洛倫茲力平衡求出發(fā)電機的電動勢．

解答 解：（1、2）大量帶正電和帶負電的微粒向里進入磁場時，由左手定則可以判斷正電荷受到的洛倫茲力向上，所以正電荷會聚集的A板上，負電荷受到的洛倫茲力向下，負電荷聚集到B板上，故A板相當于電源的正極，B板相當于電源的負極，所以通過電阻R的電流從上到下，即從a到b；
（3）根據(jù)qvB=q$\frac{E}vyriaas$ 得，E=Bdv．
故答案為：（1）A；（2）a，b；（3）Bdv．

點評 根據(jù)洛倫茲力的方向判斷物體的運動方向，此題還可以根據(jù)洛倫茲力與極板間產(chǎn)生的電場力平衡解得磁流體發(fā)電機的電動勢，注意確定正負電荷的洛倫茲力的方向是解題的關鍵．解決本題的關鍵知道穩(wěn)定時，電荷所受洛倫茲力和電場力平衡，電路中電流越大，則單位時間內(nèi)到達金屬板A、B的等離子體數(shù)目增多．