Question

20．磁流體發(fā)電機(jī)又叫等離子體發(fā)電機(jī)，如圖所示，燃燒室在3000K的高溫下將氣體全部電離為電子和正離子，即高溫等離子體．高溫等離子體經(jīng)噴管提速后以1000m/s進(jìn)人矩形發(fā)電通道．發(fā)電通道有垂直于噴射速度方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為6T．等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在兩極間形成電勢(shì)差．已知發(fā)電通道長a=50cm，寬b=20cm，高d=20cm，等離子體的電阻率ρ=2Ω•m．則以下判斷中正確的是（　�。�

• A． 發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為1200V
• B． 開關(guān)斷開時(shí)，高溫等離子體可以勻速通過發(fā)點(diǎn)通道
• C． 當(dāng)外接電阻為8Ω時(shí)，電流表示數(shù)為150A
• D． 當(dāng)外接電阻為4Ω時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出功率最大

Answer 1

分析 本題首先要搞清楚等離子體發(fā)電機(jī)的工作原理，即在正常工作時(shí)，等離子體在復(fù)合場中受力平衡，得到E=Bdv，其次要注意離子體發(fā)電機(jī)可等效成電源，此電源有內(nèi)阻；再根據(jù)閉合電路的歐姆定律，就可知道電路中的電流，并求出此電路的最大輸出功率．

解答 解：由$q\frac{U}zyyks4b=qvB$，得U=Bdv=6×0.2×1000=1200，故A正確，
B、開關(guān)斷開時(shí)，高溫等離子體，在磁場力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致極板間存在電壓，當(dāng)電場力與磁場力平衡時(shí)，則帶電粒子可以勻速通過發(fā)點(diǎn)通道，故B正確；
C、由電阻定律R=$\frac{ρd}{ab}$，得發(fā)電機(jī)內(nèi)阻為4Ω，由歐姆定律，得電流為100A，故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)外電路總電阻R=r時(shí)，有最大輸出功率，故D正確；
故選：ABD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查對(duì)帶電粒子的在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用，恒定電流中閉合電路的歐姆定律，以及有關(guān)功率的問題；學(xué)生不清楚等離子體工作原理，求不出發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)，忽略了等離子發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻，有同學(xué)知道有內(nèi)阻，但不能正確運(yùn)用電阻定律，求出內(nèi)阻．