Question

19．如图示是磁流体发电机的原理示意图．已知平行金属板A、B间距d=0.15m，其间有与极板平行的匀强磁场，磁感应强度的大小B=0.1T，等离子体以速度v=2×10³m/s平行于极板从左侧垂直磁场射入．负载电阻R=5Ω，理想电压表的示数为25V．则：
（1）哪个极板是正极板？
（2）该发电机产生的电动势为多少？
（3）发电机的总功率是多少？

Answer 1

分析 大量带正电和带负电的微粒向右进入磁场时，由左手定则可以判断正负电荷受到的洛伦兹力方向，从而确定相当于电源的正负极；
当电压达最大时，粒子不再偏转，由力的平衡可求得电动势的大小；
由功率公式可求得总功率．

解答 解：（1）正离子在洛伦兹力的作用下偏向A板，A板是正极板．
（2）设稳定时电动势为U₁，洛伦兹力与电场力平衡，有：
qvB=q$\frac{{U}_{1}}{d}$　
代入数据解得：U₁=30V　
（3）由欧姆定律，流过R的电流为：
I=$\frac{{U}_{2}}{R}$=$\frac{25}{5}$=5A　
则发电机的总功率为：
P=U₁I=30×5W=150W．
答：（1）A板为正极板；
（2）电动势为30V；
（3）总功率为150W．

点评 本题考查闭合电路欧姆定律及霍尔效应，要注意明确该发电机的原理，并能应用闭合电路欧姆定律及功率公式进行分析．