Question

【題目】磁流體發(fā)電是一種新型發(fā)電方式，圖甲和圖乙是其工作原理示意圖．圖甲中的A、B是電阻可忽略的導(dǎo)體電極，兩個(gè)電極間的間距為d，這兩個(gè)電極與負(fù)載電阻相連．假設(shè)等離子體（高溫下電離的氣體，含有大量的正負(fù)帶電粒子）垂直于磁場進(jìn)入兩極板間的速度均為v0．整個(gè)發(fā)電裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度大小為B，方向如圖乙所示．

（1）開關(guān)斷開時(shí)，請推導(dǎo)該磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢E的大��；

（2）開關(guān)閉合后，

a．如果電阻R的兩端被短接，此時(shí)回路電流為I，求磁流體發(fā)電機(jī)的等效內(nèi)阻r；

b．我們知道，電源是通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，請你分析磁流體發(fā)電機(jī)的非靜電力是由哪個(gè)力充當(dāng)?shù)�，其工作過程如何．

Answer 1

【答案】（1）E=Bdv0；（2）a、；b、洛倫茲力，使正電荷向A板匯聚，負(fù)電荷向B板匯聚。

【解析】（1）等離子體射入兩板之間時(shí)，正離子受向上的洛倫茲力而偏向A極板，同時(shí)負(fù)離子偏向B極板，隨著離子的不斷積聚，在兩板之間形成了從A到B向下的附加電場，當(dāng)粒子受的電場力與洛倫茲力相等時(shí)，粒子不再偏轉(zhuǎn)，此時(shí)兩板的電勢差即為發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢，滿足 ，解得E=Bdv0

（2）開關(guān)閉合后，

a．如果電阻R的兩端被短接，此時(shí)回路電流為I，求磁流體發(fā)電機(jī)的等效內(nèi)阻:

b.由（1）的分析可知，洛倫茲力使正電荷向A板匯聚，負(fù)電荷向B板匯聚。