题目内容

【题目】如图所示,磁流体发电机的通道是一长为L的矩形管道,其中通过电阻率为ρ的等离子体,通道中左、右一对侧壁是导电的,其高为h,相距为a,而通道的上下壁是绝缘的,所加匀强磁场的大小为B,与通道的上下壁垂直.左、右一对导电壁用电阻值为r的电阻经导线相接,通道两端气流的压强差为Δp,不计摩擦及粒子间的碰撞,求等离子体的速率是多少.

【答案】

【解析】

等离子体通过管道时,在洛伦兹力作用下,正负离子分别偏向右、左两壁,由此产生的电动势等效于金属棒切割磁感线产生的电动势,其值为

E=Bav

且与导线构成回路,令气流进出管时的压强分别为p1p2,则气流进出管时压力做功的功率分别为p1Svp2Sv,其功率损失为

p1Sv-p2Sv=ΔpSv

由能量守恒,此损失的功率完全转化为回路的电功率,即

ΔpSv==

S=ha

R=ρ+r

代入上式中得

v=

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