题目内容

一束等离子体（含有大量带正电和带负电的微粒，都不考虑重力），沿图中箭头所示的方向垂直于磁场方向进入一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，粒子运动的轨迹如图中a、b所示，则（　　）
分析：带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用，根据左手定则可以判断电荷的受力的方向．
解答：解：A、带正电的电荷在向里的磁场中向右运动，根据左手定则可知，粒子的受到的洛伦兹力的方向向上，所以粒子的可能的运动的轨迹为a，所以A正确，B错误．
C、带负电的电荷在向里的磁场中向右运动，根据左手定则可知，粒子的受到的洛伦兹力的方向向下，所以粒子的可能的运动的轨迹为b，所以C错误．
D、根据AC的分析可知，带正电微粒及负电微粒的轨迹不相同，所以D错误．
故选A．
点评：本题是对左手定则的直接的应用，掌握好左手定则即可判断粒子的受力的方向．
练习册系列答案
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精英家教网磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能，是一种低碳环保发电机，有着广泛的发展前景，其发电原理示意图如图所示，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微粒，整体上呈电中性）沿垂直于磁场方向喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场区域有两块面积S、相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成闭合电路，设气流的速度为v，平行金属板间的气体电阻为r，则（　　）
A、两板间电势差为U=Bdv
B、微粒的电荷量越大，流经R的电流I越大
C、流经R的电流为I=
Bdv
R
D、流经R的电流为I=
Bdv
R+r

（16分）磁流体发电技术是世界上正在研究的新兴技术，它有效率高（可达45％-55％，火力发电效率为30％）、污染少等优点，将一束等离子体（高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒）以声速的0.8～2.5倍的速度喷射入匀强磁场中，磁场中有两块金属板A，B（相当于电源的两个极，并与外电阻R相连），这时A，B上就积聚电荷产生电压，设粒子所带电量为q，进入磁场的喷射速度是v，磁场的磁感应强度为B，AB间的距离为d．

（1）说明磁流体发电中能量的转换关系，求出两极间电压的最大值；

（2）设磁流体发电机内阻为r，当外电阻R是多少时输出功率最大？并求最大输出功率；

（3）磁悬浮现象是指将某种低温液态物质倒入金属盘后，能使金属盘达到转变温度从而产生超导现象，在金属盘上方释放一永磁体，当它下落到盘上方某一位置时即产生磁悬浮现象，试分析说明产生磁悬浮现象的原因；

（4）利用磁悬浮现象，人们已经设计制成磁悬浮高速列车，此种列车车厢下部装有电磁铁，运行所需槽形导轨的底部和侧壁装有线圈，其作用是什么?这种列车的运行速度是一般列车的3～4倍，简述能达到这样高速的原因。
网上有资料显示，至2006年5月份，美国磁流体发电机的容量已超过32 000千瓦，我国也已研制出几台不同形式的磁流体发电机.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成电能,右图是它的示意图.平行金属板A、B之间有一个很强的匀强磁场,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量的正、负带电粒子)喷入磁场,A、B两板间便产生电压.如果把A、B和用电器连接,A、B就是直流电源的两个电极,就能对用电器供电.

磁流体发电

(1)图中A、B两板哪一个是发电机的正极?

(2)若A、B两板相距为d,板间的磁感应强度为B,等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场,该发电机的电动势是多大?

目前世界上正在研究的一种新型发电机叫做磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能．如图4-10表示出了它的发电原理，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微粒，从整体来说呈中性），喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板就会聚集电荷，产生电压．

图4-10

（1）说明金属板上为什么会聚集电荷?

　　（2）设磁场为匀强磁场，方向如图4-10，磁感应强度为B，等离子体喷射入磁场时速度为v，方向与磁场方向垂直，极板间距离为d，试求极板间最大电压．

目前,世界上正在研究的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,表示出了它的发电原理:将一束等离子体(即高温下申离的气体,含有大量的带正电和带负电的微粒,而从整体上呈中性),喷射入磁场,在场中有两块金属极板A、B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压,如果射入磁场的离子体的速度为v,金属平板的面积为S,极间距离为d,匀强磁场磁感强度为B,方向与v垂直,可调节的电阻R接在两极之间,设电离气体充满两极间的空间,其电阻率为ρ.

求（1）通过电阻R的电流的大小和方向.

（2）两板间的电压.

（3）两极间的电场强度为最大的条件,以及最大电场强度值.

 

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