Question

磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能。下圖是磁流體發(fā)電機(jī)的裝置：A、B組成一對平行電極，兩極間距為d，內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)持續(xù)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，而整體呈中性）垂直噴射入磁場，每個離子的速度為v，電量大小為q，兩極之間的等效內(nèi)阻為r，穩(wěn)定時，磁流體發(fā)電機(jī)的電動勢E＝________，設(shè)外電路電阻為R，則R上消耗的功率P＝__________。

Answer 1

 

正、負(fù)離子在洛倫茲力的作用下分別積累在B板和A板上,在A、B之間形成豎直向上的電場,電荷積累越多,兩板電壓越大,場強(qiáng)也越大,直到qE=qvB時,即E=vB時,等離子體做勻速直線運(yùn)動,此時兩極板之間的電壓U=Ed=Bdv,這就是該發(fā)電機(jī)的電動勢，由閉合電路歐姆定律可知回路電流為，由電功率公式可知，外電阻R的功率為
點(diǎn)評：磁流體發(fā)電機(jī)是變相考查復(fù)合場和閉合電路歐姆定律的一個綜合題型，當(dāng)后面飛進(jìn)來的粒子所受電場力等于洛倫茲力時勻速飛出，這是解決此類問題的突破口