1、1. 目前，世界上正在研究一种新型 发电机叫磁流体发电机，如图表示它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在磁场中有两 块金属板 A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压，以下说法不正确的是（ ）A. B 板带正电B. A 板带正电C. 其他条件不变，只增大射入速度，U AB 增大D. 其他条件不变，只增大磁感应强度， UAB 增大2. 磁流体发电是一项新兴技 术，如图是它的示意图。相距为 d 的两平行金属板 P、Q 之间有一个很强的磁场。一束等离子体（即高温下 电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v 沿垂直于磁场的方向射入磁场，由于等离子体在磁 场力的作用下运 动方向发生偏转， P、Q板
2、上就会聚集电荷，从而在两板 间产生电压。若 P、Q 两板 间的磁场、电场按匀强磁场、匀强电场处理，磁感应强度为 B。（1）求这个发电机的电动势 E；（2）发电机的输出端 a、b 间接有阻值为 R 的电阻， 发电机的内电阻为 r。a. 在图示磁极配置的情况下，判断通 过电阻 R 的电流方向；b. 计算通过电阻 R 的电流大小 I。3. 如图是磁流体发电工作原理示意图。发电通道是个长 方体，其中空部分的 长、高、 宽分别为 1、a、b，前后两个 侧面是 绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，这两个电极与负载电阻 R 相连。发电通道处于匀强磁场里，磁感应强度为 B，方向如图。 发电通道内有电阻
3、率为 的高温等离子电离气体沿导管高速向右流动，运动的电离气体受到磁场作用， 产生了电动势。发电通道两端必 须保持一定压强差，使得 电离气体以不 变的流速 v 通过发电通道。不计电离气体所受的摩擦阻力。根据提供的信息完成下列问题：（1）判断发电机导体电极的正负极，求 发电机的电动势 E；（2）发电通道两端的压强差 ；p4. 如图所示是磁流体发电机的原理示意图。已知平行金属板 A、B 间距 d=0.15m，其 间有与极板平行的匀强磁场，磁感 应强度的大小 B=0.1T，等离子体以速度 v=2103m/s 平行于极板从左侧垂直磁场射入。负载电 阻 R=5 。则（1）哪个极板是正极板？（2）该发电机产
4、生的电动势为多少？5. 磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用，其工作原理如下图所示，推 进器矩形通道由四块板所围，通道 长 a=1.0m，宽 b=0.20m，高 c=0.08m，其中两侧面是金属板，上下两板为绝缘板。两金属板间 所加电压为 U=220V，且位于 x=0 处的金属板电势较高，通道内部可视为匀强电场。试求：（1）匀强电场的场强大小；（2）若在通道内灌满海水（导体），海水的 电阻率 =0.22 ，两金属板间海水的电阻mR 为多大？（已知导体电阻 R= ，式中 是导体的电阻率， 是导体的长度， S 是导体的Sl l横截面积）（3）若船静止时通道内灌满海水，并在通道内沿 z 轴
5、正方向加 B=8.0T 的匀强磁场，求 这时推进器对海水推力的大小和方向。答案解析1. B 解析：大量带正电和带负电的微粒向右进入磁场时，由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力向下，所以正电荷会聚集到 B 板上，负电荷受到的洛伦兹力向上，负电荷聚集到A 板上，故 B 板相当于电源的正极，A 板相当于电源的负极，所以通 过电阻 R 的电流从下到上，故 A 正确，B 错误。当粒子受力平衡时，洛伦兹力与 电场力相等，即： qvB=qE= ，增大射入速度或增大磁dqU感应强度都可以使 UAB 增大。故 CD 正确。本题选择不正确的，故选 B。2. 解：最终电荷受到洛伦兹力和电场力平衡，有： qvB=q
6、 ，解得 v= 。DEB流速 Q=vS= （ ）2= = 。vD42E答：Q 与 E 的关系表达式为 Q= 。B3. 解：（1）最终电荷在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有：qvB=q ，得发电机的电动dU势 E=Bdv；（2）a. 根据左手定则，正电荷向上偏转，所以 P 带正电，为直流电源的正极，通过电阻 R 的电流方向：从 a 到 b；b. 根据闭合电路欧姆定律有：I= rRE通过电阻 R 的电流大小为：I= 。Bdv答：（1）这个发电机的电动势 E 为 Bdv；（2）a. 在图示磁极配置的情况下，通过电阻 R 的电流方向为从 a 到 b；b. 通过电阻 R 的电流大小 I 为 。rav4
7、. 解：（1）正离子在洛伦兹力的作用下偏向 A 板，A 板是正极板。（2）设稳定时电动势为 E，洛伦兹力与电场力平衡，有：qvB= dq代入数据解得：E=30V。答：（1）A 极板是正极板；（2）该发电机产生的电动势为 30V。5. 解：（1）沿 x 方向，E= = ；bUmV/102.（2）视 ac 面为导体的横截面积，b 为导体的长度，根据所给的规律得=0.22 =0.55 ；acSlR8.（3）I= = =363.64AA5.0对海水推力 F=BIb=8.0363.640.20N582.0N位于 处的金属板电势较高0x根据左手定则，F 的方向沿-y 方向；答：（1）匀强电场的场强大小为 1000V/m；（2）两金属板间海水的电阻 R 为 0.55 ；（3）推进器对海水推力的大小为 363.64N，方向沿-y 方向。
