题目内容
目前世界上正在研究的新型发电机磁流体发电机的原理如图11所示．设想在相距为d，且足够长的甲、乙两金属板间加有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，两板通过电键和灯泡相连，将气体加热到使之高度电离．由于正负电荷一样多，且带电量均为q，故称为等离子体．将其以速度v喷入甲、乙两板之间，这时甲、乙两板就会聚集电荷，产生电压，它可以直接把内能转化为电能．试问：（1）图中哪个极板是发电机的正极？答：
甲
甲
；（2）发电机的电动势多大？答：
Bdv
Bdv
；（3）设喷入两极间的离子流每立方米有n对一价正负离子，等离子体流的截面积为S，则发电机的最大功率多大？答：
Bdqsv2
Bdqsv2
．分析：（1）根据左手定则判断板的极性，
（2）离子在运动过程中同时受电场力和洛伦兹力，二力平衡时 两板间的电压稳定．
（3）推导出电流的微观表达式，然后根据P=EI求电功率．
（2）离子在运动过程中同时受电场力和洛伦兹力，二力平衡时 两板间的电压稳定．
（3）推导出电流的微观表达式，然后根据P=EI求电功率．
解答：解：（1）左手定则知正离子向上偏转，所以甲带正电，
（2）开关断开时，两板间电压稳定时满足：qvB=qE=q
，所以U=Bdv，则发电机的电动势E=Bdv，
（3）等离子体流的速度为v，则单位时间内喷入等离子体的长度为v，体积为vs，则电荷量为：vsnq，
电流I=
=
=nqsv，则功率P=EI=Bdv×nqsv=Bdqsv2
故答案为：（1）甲（2）Bdv（3）Bdqsv2．
（2）开关断开时，两板间电压稳定时满足：qvB=qE=q
| U |
| d |
（3）等离子体流的速度为v，则单位时间内喷入等离子体的长度为v，体积为vs，则电荷量为：vsnq，
电流I=
| Q |
| t |
| nqsv |
| 1 |
故答案为：（1）甲（2）Bdv（3）Bdqsv2．
点评：本题考查了磁流体发电机的工作原理，要会分析电源的极性和两板间电压大小的影响因素．
练习册系列答案
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