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目前世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机,它可以把气体的内能直接转化为电能.如图所示为它的发电原理图.将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的粒子,从整体上来说呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场,磁场中有两块面积为S,相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路.设气流的速度为v,气体的电导率(电阻率的倒数)为g,则流过外电阻R的电流强度I及电流方向为(  )
分析:电离的气体含有大量带正电和负电的粒子,进入磁场受洛伦兹力发生偏转,根据左手定则判断出正负电荷的偏转方向,从而确定极板的正负极,确定出电流在外电路中的流向.最终电荷受电场力和洛伦兹力处于平衡,根据平衡求出电动势的大小,从而根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小.
解答:解:根据左手定则知正电荷向上偏,负电荷向下偏,上极板带正电,下极板带负电,所以流过外电阻R的电流方向为A→R→B.最终电荷处于平衡有:qvB=q
E
d
,解得电动势E=Bdv.内电阻r=ρ
d
S
=
d
gs
,根据闭合电路欧姆定律有:I=
E
R+r
=
Bdv
R+
d
gS
=
BdvSg
gSR+d
.故B正确,A、C、D错误.
故选B.
点评:本题综合考查了电阻定律、闭合电路欧姆定律以及磁场的知识,关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向,以及通过平衡求出电源的电动势.
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