Question

17．如图所示为实验用磁流体发电机的原理图，极板距d=0.1m，极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场B=1.2T．等离子体以v=1.0×10²m/s的速率沿极板射入，极板间等离子体的电阻不计．外接直流电动机M，其电阻R=2Ω，限流电阻R′=4Ω．当电动机正常工作时，理想电压表示数为2V．求：
（1）通过电动机的电流大小；
（2）电动机的输出功率．

Answer 1

分析 （1）对电路分析，根据欧姆定律可求得通过电动机的电流；
（2）根据粒子在复合场中的平衡关系可求得发电机的输出电压，再根据电功率公式即可求得电动机的输出功率．

解答 解：（1）根据欧姆定律可知，电流为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2}{4}$=0.5A；
（2）据离子由受力平衡知$\frac{U}{d}q$=Bqv可知：
U=Bdv=1.2×0.1×1×10²=12V；
电动机两端的电压为：U_M=12-2=10V；
电动机的输出功率为：P_出=U_MI-I²R=10×0.5-（0.5）²×2=4.5W；
答：（1）通过电动机的电流大小为0.5A；
（2）电动机的输出功率为4.5W．

点评 本题考查磁流体发电机的性质和电路规律，要注意明确电路结构，并且注意掌握磁流体发电机的基本原理，能根据平衡规律求解输出电压．