Question

16．目前世界上正在研究一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，它可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能．如圖表示出了它的發(fā)電原理．將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負(fù)電的微粒，從整體來說是呈電中性）噴射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中有兩塊面積為S，相距為d的平行金屬板A、B與外電阻R相連構(gòu)成一電路，設(shè)氣流的速度為v，氣體的電導(dǎo)率（電阻率的倒數(shù)）為σ，
求：（1）電流表的示數(shù)是多少？
（2）流過外電阻R的電流的方向？

Answer 1

分析 電離的氣體含有大量帶正電和負(fù)電的粒子，進(jìn)入磁場(chǎng)受洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則判斷出正負(fù)電荷的偏轉(zhuǎn)方向，從而確定極板的正負(fù)極，確定出電流在外電路中的流向．最終電荷受電場(chǎng)力和洛倫茲力處于平衡，根據(jù)平衡求出電動(dòng)勢(shì)的大小，從而根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流的大小．

解答 解：（1）根據(jù)電荷處于平衡有：qvB=q$\frac{E}ltzlpjp$，
解得電動(dòng)勢(shì)E=Bdv．內(nèi)電阻r=ρ$\fracr1v1djf{S}$=$\frac1drtnrd{σS}$，
根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{Bdv}{R+\fractlnjnx3{σS}}$=$\frac{BdvSσ}{σSR+d}$．
（2）根據(jù)左手定則知正電荷向下偏，負(fù)電荷向上偏，上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，所以流過外電阻R的電流方向?yàn)锽→R→A，即向上；
答：（1）電流表的示數(shù)是$\frac{BdvSσ}{σSR+d}$；
（2）流過外電阻R的電流的方向B→R→A．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了電阻定律、閉合電路歐姆定律以及磁場(chǎng)的知識(shí)，關(guān)鍵掌握左手定則判斷洛倫茲力的方向，以及通過平衡求出電源的電動(dòng)勢(shì)．