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磁流体发电是一项新兴技术,它可以把物体的内能直接转化为电能,如图所示,平行金属板A、B之间相距为d,板间的磁场按匀强磁场处理,磁感应强度为B,等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场,金属板A、B是边长为a的正方形,等离子体的电阻率为ρ,外接电阻R。求:

(1)发电机的电动势;
(2)电阻R上的电流;
(3)要使等离子体能进入磁场所需的外力.

(1) (2) (3)   

解析试题分析:(1)等离子体进入A、B板间在洛伦兹力的作用下发生偏转,正、负离子分别在B、A板上聚集,从而使A、B板间有了电场,离子在板间还要受到电场力作用,当电场力等于洛伦兹力的时候A、B板间由稳定的电势差即发电机电动势,   电动势      (4分)
(2)A、B板及板间等离子体视为电源,则电源内阻:,又外电阻为R,根据欧姆定律可得流过R的电流:    (5分)
(3)可把等离子体视为直线电流长度为a,方向A到B,在磁场中受到安培力的作用,根据左手定则可判断安培力的方向向外,等离子体要进入磁场需克服该安培力,所以等离子体需要的外力:
     (5分)
考点:带电粒子在复合场中的运动涉及欧姆定律、电阻定律等知识,意在考查学生的综合分析能力。

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