目前,世界上正在研究的一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機,它可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能,如圖所示,表示出了它的發(fā)電原理:將一束等離子體(即高溫下申離的氣體,含有大量的帶正電和帶負(fù)電的微粒,而從整體上呈中性),噴射入磁場,在場中有兩塊金屬極板A、B,這時金屬板上就會聚集電荷,產(chǎn)生電壓,如果射入磁場的離子體的速度為v,金屬平板的面積為S,極間距離為d,勻強磁場磁感強度為B,方向與v垂直,可調(diào)節(jié)的電阻R接在兩極之間,設(shè)電離氣體充滿兩極間的空間,其電阻率為ρ.

求（1）通過電阻R的電流的大小和方向.

（2）兩板間的電壓.

（3）兩極間的電場強度為最大的條件,以及最大電場強度值.

 

【答案】

（１）B到R,再到A      （2）

 (3)外電路斷開電廠強度最大   Emax=BV

【解析】（１）磁流體發(fā)電機電動勢為外電路斷開時電源兩極間的電勢差，當(dāng)?shù)入x子體勻速通過A、B極板時，A板電勢低于B板，所以流過R的電流由B到A。

A、B兩板間的電勢差達到最大。設(shè)等離子體每個微粒的電量為q，則當(dāng)?shù)入x子體勻速通過A、B兩板時，有qvB = qE 

電源電動勢為  ε= EL = VBd 

電源內(nèi)阻為 

根據(jù)全電路歐姆定律，

（2）兩板間的電壓為：U=IR=

(3) 外電路斷開電廠強度最大   Emax= =BV

思路分析：大量帶正電和負(fù)電的微粒，從整體來說是呈電中性，噴射入勻強磁場，帶電粒子受到洛倫茲力，會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后打在A、B極板上．根據(jù)所打的電荷的電性判斷A板帶正電還是負(fù)電，根據(jù)閉合電路的歐姆定律確定電流大小，根據(jù)分壓求路端電壓

試題點評：解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判斷洛倫茲力的方向，以及知道極板的帶電性質(zhì)由所帶電荷的電性決定。歐姆定律的靈活應(yīng)用和電阻定律的選擇都是解題的關(guān)鍵

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

目前世界上正在研究的新型發(fā)電機磁流體發(fā)電機的原理如圖11所示．設(shè)想在相距為d，且足夠長的甲、乙兩金屬板間加有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，兩板通過電鍵和燈泡相連，將氣體加熱到使之高度電離．由于正負(fù)電荷一樣多，且?guī)щ娏烤鶠閝，故稱為等離子體．將其以速度v噴入甲、乙兩板之間，這時甲、乙兩板就會聚集電荷，產(chǎn)生電壓，它可以直接把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能．試問：
（1）圖中哪個極板是發(fā)電機的正極？答：
甲
甲
；
（2）發(fā)電機的電動勢多大？答：
Bdv
Bdv
；
（3）設(shè)噴入兩極間的離子流每立方米有n對一價正負(fù)離子，等離子體流的截面積為S，則發(fā)電機的最大功率多大？答：
Bdqsv2
Bdqsv2
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

目前世界上正在研究的一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機．右圖表示它的發(fā)電原理：將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒，而從整體來說呈中性），噴射入磁場，磁場中有兩塊金屬板A、B，這時金屬板上就聚集電荷，兩板間形成一定的電壓，A、B兩板相當(dāng)于電源的正負(fù)極，閉合開關(guān)S后，電阻R上有電流通過．下列說法正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

目前世界上正在研究一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機．圖中表示出了它的發(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）噴射入勻強磁場，磁場中有兩塊平行金屬板A、B與外電阻R相連構(gòu)成一電路，其中A板帶
負(fù)
負(fù)
電（填“正”或“負(fù)”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

目前世界上正在研究一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機，它可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能．如圖所示為它的發(fā)電原理圖．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)電的粒子，從整體上來說呈電中性）噴射入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場中有兩塊面積為S，相距為d的平行金屬板與外電阻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g，則流過外電阻R的電流強度I及電流方向為（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)目前世界上正在研究的一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機．如圖表示它的發(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，而從整體上來說呈中性）沿圖示方向噴入磁場，磁場中有兩塊金屬板A和B，于是金屬板上就會聚集電荷，產(chǎn)生電壓．關(guān)于圖中所示的磁流體發(fā)電機，下列判斷正確的是（　�。�
A、A板帶正電B、B板帶負(fù)電C、電阻R中電流方向向上D、電阻R中電流方向向下

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