Question

由于受到地球信風帶和盛西風帶的影響，在海洋中形成一種河流稱為海流．海流中蘊藏著巨大的動力資源．據統計，世界大洋中所有海流的發電能力達10⁹kW．因為海水中含有大量的帶電離子，這些離子隨海流作定向運動，如果有足夠強的磁場能使正、負離子向相反方向偏轉，便能發出電來．如圖所示為該發電機的原理示意圖，上、下兩塊金屬板M，N水平放置浸沒在海水里，金屬板面積為S，在金屬板之間加一勻強磁場，方向由南向北，海水從東向西流過兩金屬板之間，在兩板之間形成電勢差．下列說法正確的是（ ）

A．金屬板N為發電機的正極
B．當其它條件不變時，電動勢E與板長L成正比
C．當其它條件不變時，電動勢E與兩板的正對面積S成正比
D．電動勢E的大小還與海水的電阻率有關

Answer 1

【答案】分析：大量帶正電和帶負電的離子從東向西流過兩金屬板之間，在金屬板之間加一勻強磁場，方向由南向北，由左手定則可以判斷正負電荷受到的洛倫茲力方向，從而確定電源的正負極；
根據洛倫茲力等于電場力，可知，電源的電動勢，表示轉化為電能的本領，與正對面積及電阻率無關．
解答：解：A、大量帶正電和帶負電的微粒向右進入磁場時，由左手定則可以判斷正電荷受到的洛倫茲力向下，所以正電荷會聚集的N板上，負電荷受到的洛倫茲力向上，負電荷聚集到M板上，故N板相當于電源的正極，M板相當于電源的負極，故A正確．
B、由左手定則知，正離子向N板運動，即N板帶正電．發電機穩定時，離子所受電場力等于洛倫茲力，qvB=qE，E=，所以E_電動=Bdv，因此電動勢E與板間距、磁場及海水速度成正比，故BCD均錯誤；
故選：A
點評：根據洛倫茲力的方向判斷物體的運動方向，此題還可以根據洛倫茲力與極板間產生的電場力平衡解得磁流體發電機的電動勢．