题目内容

4.如图所示为磁流体发电机发电原理示意图,将一束等离子体(高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒)射入磁场,磁场中有两块金属板P、Q,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压,两金属板的板长为L1,板间距离为L2,匀强磁场的磁感应强度为B且平行于两金属板,等离子体充满两板间的空间,等离子体的初速度v与磁场方向垂直,当发电机稳定发电时,P板和Q板间电势差UPQ为(  )
A.vBL1B.vBL2C.$\frac{vB{L}_{2}}{{L}_{1}}$D.$\frac{vB{L}_{1}}{{L}_{2}}$

分析 粒子射入磁场后,受洛仑兹力而偏转,根据左手定则判断偏转方向,在P、Q上聚结电荷后,产生附加电场,对粒子产生电场力,当电场力与洛仑兹力平衡时,电势差达到稳定值.

解答 解:当附加电场的电场力与洛仑兹力平衡时,电压达到最大,根据平衡条件,有:q$\frac{D}{{L}_{2}}$=qvB,
解得:U=vBL2,故ACD错误,B正确;
故选:B

点评 本题考查磁流体发电机的工作原理,明确当附加电场的电场力与洛仑兹力平衡时,板间电压达到最大值,基础题目.

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