目前世界上正在研究的新型發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)的原理如圖11所示.設(shè)想在相距為d,且足夠長的甲、乙兩金屬板間加有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,兩板通過電鍵和燈泡相連,將氣體加熱到使之高度電離.由于正負(fù)電荷一樣多,且?guī)щ娏烤鶠閝,故稱為等離子體.將其以速度v噴入甲、乙兩板之間,這時(shí)甲、乙兩板就會(huì)聚集電荷,產(chǎn)生電壓,它可以直接把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能.試問:
(1)圖中哪個(gè)極板是發(fā)電機(jī)的正極?答:
;
(2)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢多大?答:
Bdv
Bdv
;
(3)設(shè)噴入兩極間的離子流每立方米有n對一價(jià)正負(fù)離子,等離子體流的截面積為S,則發(fā)電機(jī)的最大功率多大?答:
Bdqsv2
Bdqsv2
分析:(1)根據(jù)左手定則判斷板的極性,
(2)離子在運(yùn)動(dòng)過程中同時(shí)受電場力和洛倫茲力,二力平衡時(shí) 兩板間的電壓穩(wěn)定.
(3)推導(dǎo)出電流的微觀表達(dá)式,然后根據(jù)P=EI求電功率.
解答:解:(1)左手定則知正離子向上偏轉(zhuǎn),所以甲帶正電,
(2)開關(guān)斷開時(shí),兩板間電壓穩(wěn)定時(shí)滿足:qvB=qE=q
U
d
,所以U=Bdv,則發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢E=Bdv,
(3)等離子體流的速度為v,則單位時(shí)間內(nèi)噴入等離子體的長度為v,體積為vs,則電荷量為:vsnq,
電流I=
Q
t
=
nqsv
1
=nqsv,則功率P=EI=Bdv×nqsv=Bdqsv2
故答案為:(1)甲(2)Bdv(3)Bdqsv2
點(diǎn)評:本題考查了磁流體發(fā)電機(jī)的工作原理,要會(huì)分析電源的極性和兩板間電壓大小的影響因素.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

目前世界上正在研究的一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī).右圖表示它的發(fā)電原理:將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒,而從整體來說呈中性),噴射入磁場,磁場中有兩塊金屬板A、B,這時(shí)金屬板上就聚集電荷,兩板間形成一定的電壓,A、B兩板相當(dāng)于電源的正負(fù)極,閉合開關(guān)S后,電阻R上有電流通過.下列說法正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

目前世界上正在研究的一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī),圖表示它的發(fā)電原理:將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒,而從整體來說呈中性)噴射入磁場,磁場中有兩塊金屬板A、B,這時(shí)金屬板上就會(huì)聚集電荷,產(chǎn)生電壓.在磁極配置如圖所示的情況下,下列說法中正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

目前世界上正在研究的一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī),下圖表示它的發(fā)電原理:將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒,而從整體上來說呈電中性)噴入磁場,由于等離子體在磁場力的作用下運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn),磁場中的兩塊金屬板A和B上就會(huì)聚集電荷,從而在兩板間產(chǎn)生電壓.請你判斷:在圖示磁極配置的情況下,金屬板
A
A
(選填“A”或“B”)的電勢較高,通過電阻R的電流方向是
a→b
a→b
(選填“a→b”或“b→a”).

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)目前世界上正在研究的一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī).如圖表示它的發(fā)電原理:將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和負(fù)電的微粒,而從整體上來說呈中性)沿圖示方向噴入磁場,磁場中有兩塊金屬板A和B,于是金屬板上就會(huì)聚集電荷,產(chǎn)生電壓.關(guān)于圖中所示的磁流體發(fā)電機(jī),下列判斷正確的是(  )
A、A板帶正電B、B板帶負(fù)電C、電阻R中電流方向向上D、電阻R中電流方向向下

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