Question

18．磁流體發(fā)電機(jī)是一種把物體內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能的低碳環(huán)保發(fā)電機(jī)，如圖為其原理示意圖，平行金屬板C、D間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，將一束等離子體（高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒）水平噴入磁場(chǎng)，兩金屬板間就產(chǎn)生電壓．定值電阻R₀的阻值是滑動(dòng)變阻器最大阻值的一半，與開關(guān)S串聯(lián)接在C、D兩端，已知兩金屬板間距離為d，噴入氣流的速度為v，磁流體發(fā)電機(jī)的電阻為r（R₀＜r＜2R₀），則滑動(dòng)變阻器的滑片P由a向b端滑動(dòng)的過(guò)程中（　�。�

• A． 金屬板C為電源負(fù)極，D為電源正極
• B． 發(fā)電機(jī)的輸出功率一直增大
• C． 電阻R₀消耗功率最大值為$\frac{{B}^{2}jnhvrfv^{2}{v}^{2}{R}_{0}}{{（{R}_{0}+r）}^{2}}$
• D． 滑動(dòng)變阻器消耗功率最大值為$\frac{{B}^{2}h7npnrp^{2}{v}^{2}}{r+{R}_{0}}$

Answer 1

分析 根據(jù)左手定則判斷板的極性，離子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中同時(shí)受電場(chǎng)力和洛倫茲力，二力平衡時(shí)兩板間的電壓穩(wěn)定．

解答 解：A、因等離子體噴入磁場(chǎng)后，由左手定則可知正離子向D板偏，負(fù)離子向C板偏，即金屬板C為電源負(fù)極，D為電源正極，故A正確；
B、等離子體穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，即Bqv=q$\frac{E}z1lvrhb$，所以電源電動(dòng)勢(shì)為E=Bdv，又R₀＜r＜2R₀，所以滑片P由a向b端滑動(dòng)時(shí)，外電路總電阻減小，期間某位置有r=R₀+R，由電源輸出功率與外電阻關(guān)系可知，滑片P由a向b端滑動(dòng)的過(guò)程中，發(fā)電機(jī)的輸出功率先增大后減小，故B錯(cuò)誤；
C、由題圖知當(dāng)滑片P位于b端時(shí)，電路中電流最大，電阻R₀消耗功率最大，其最大值為P₁=I²R₀=$\frac{{E}^{2}{R}_{0}}{{（{R}_{0}+r）}^{2}}=\frac{{B}^{2}zrfnhjh^{2}{v}^{2}{R}_{0}}{{（{R}_{0}+r）}^{2}}$，故C正確；
D、將定值電阻R₀歸為電源內(nèi)阻，由滑動(dòng)變阻器的最大阻值2R₀＜r+R₀，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大時(shí)消耗功率最大，最大值為P=$\frac{2{B}^{2}557fndv^{2}{v}^{2}{R}_{0}}{（r+3{R}_{0}）^{2}}$，故D錯(cuò)誤．
故選：AC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了磁流體發(fā)電機(jī)的工作原理，要會(huì)分析電源的極性和兩板間電壓大小的影響因素．