Question

目前世界上正在研究的一種新型發電機叫做磁流體發電機，它可以把氣體的內能直接轉化為電能．如圖4-10表示出了它的發電原理，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電的微粒，從整體來說呈中性），噴射入磁場，磁場中有兩塊金屬板A、B，這時金屬板就會聚集電荷，產生電壓．

圖4-10

（1）說明金屬板上為什么會聚集電荷?

　　（2）設磁場為勻強磁場，方向如圖4-10，磁感應強度為B，等離子體噴射入磁場時速度為v，方向與磁場方向垂直，極板間距離為d，試求極板間最大電壓．

Answer 1

（1）正離子逐漸向A板運動而聚集到A板，負離子逐漸向B板運動而聚集到B板上，使A、B板由于帶不同性質的電荷而產生電壓

（2）

解析:

（1）等離子體噴射入磁場中，正、負離子將受到洛倫茲力作用而偏轉，正離子逐漸向A板運動而聚集到A板，負離子逐漸向B板運動而聚集到B板上，使A、B板由于帶不同性質的電荷而產生電壓

　　（2）A、B板分別聚集了正、負電荷之后，將產生一電場，忽略邊緣效應，板間電場可視作勻強電場．當某個離子進入板間后所受電場力與洛倫茲力相等時，此時板間電壓最大，設為則

　　　　①

　　f＝Bqv　　　②　　F＝f　　③

　　；　④

　　聯立求得：