Question

7．如圖所示為等離子體發(fā)電機(jī)原理的示意圖，平行金屬板間距為d，有足夠的長(zhǎng)度跟寬度，其間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖，等離子體的流速為v，發(fā)電機(jī)等效內(nèi)阻為r，負(fù)載電阻為R，等離子體從一側(cè)沿著垂直磁場(chǎng)且與極板平行的方向射入極板間．已知電子電量為e，忽略金屬板邊緣效應(yīng)，求：
（1）打在上極板上的離子的帶電性質(zhì)；
（2）閉合開(kāi)關(guān)后等離子發(fā)電機(jī)能提供的最大功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)左手定則判定粒子受力，從而判定下極板帶電性；
（2）根據(jù)離子由受力平衡知$\frac{U}wmickmy$q=qvB求解流速，再依據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，及閉合電路歐姆定律與功率表達(dá)式，即可求解

解答 解：（1）根據(jù)左手定則，正離子向上偏，負(fù)電子向下偏，打在上極板上的離子的帶正電；
（2）設(shè)電動(dòng)勢(shì)為E，依題意有：
Bqv=$\frac{U}kyc2ugg$q
電動(dòng)勢(shì)為：
E=Bdv
I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{Bdv}{R+r}$
發(fā)電機(jī)能提供的最大功率為：
P=IE=$\frac{{B}^{2}cc0moau^{2}{v}^{2}}{R+r}$；
答：（1）打在上極板上的離子的帶正電；
（2）閉合開(kāi)關(guān)后等離子發(fā)電機(jī)能提供的最大功率$\frac{{B}^{2}8cgaq0o^{2}{v}^{2}}{R+r}$；

點(diǎn)評(píng) 此題要求學(xué)生掌握左手定則和電流定義，知道穩(wěn)定狀態(tài)的含義，關(guān)鍵是明確磁流體發(fā)電機(jī)的工作原理，結(jié)合平衡條件、電功率表達(dá)式、電流的定義公式列式求解，不難．