Question

網上有資料顯示，至2006年5月份，美國磁流體發電機的容量已超過32 000千瓦，我國也已研制出幾臺不同形式的磁流體發電機.磁流體發電是一項新興技術,它可以把物體的內能直接轉化成電能,右圖是它的示意圖.平行金屬板A、B之間有一個很強的勻強磁場,將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量的正、負帶電粒子)噴入磁場,A、B兩板間便產生電壓.如果把A、B和用電器連接,A、B就是直流電源的兩個電極,就能對用電器供電.

磁流體發電

(1)圖中A、B兩板哪一個是發電機的正極?

(2)若A、B兩板相距為d,板間的磁感應強度為B,等離子體以速度v沿垂直于B的方向射入磁場,該發電機的電動勢是多大?

Answer 1

（1）B板 （2）Bdv

解析：(1)由左手定則知,正離子受洛倫茲力的方向向下,向B板偏轉,負離子受洛倫茲力的方向向上,向A板偏轉,故B板是發電機的正極.

(2)當外電路斷開時,正、負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,場強也越大,直到qE=qvB時,即E=vB時,等離子體做勻速直線運動,此時兩極板之間的電壓U=Ed=Bdv,這就是該發電機的電動勢.