Question

3．如圖所示為磁流體發(fā)電機(jī)的簡(jiǎn)化模型．兩塊長(zhǎng)寬分別為a、b的平行板，彼此相距L，板間通入速度為v的已電離的氣流，兩板間存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與氣流方向垂直．把兩板與外電阻R連接起來，在磁場(chǎng)力作用下，氣流中的正、負(fù)離子分別向兩板移動(dòng)形成電流．設(shè)氣流的導(dǎo)電率（電阻率的倒數(shù)）為σ，則（　�。�

• A． 正離子向下極板移動(dòng)
• B． 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Bav
• C． 流過外電阻R的電流為I=$\frac{BLv}{R+\frac{L}{σab}}$
• D． 該磁流體發(fā)電機(jī)模型的路端電壓為$\frac{BLvR}{R+σ\frac{L}{ab}}$

Answer 1

分析 電離的氣體含有大量帶正電和負(fù)電的粒子，進(jìn)入磁場(chǎng)受洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則判斷出正負(fù)電荷的偏轉(zhuǎn)方向，從而確定極板的正負(fù)極，確定出電流在外電路中的流向．最終電荷受電場(chǎng)力和洛倫茲力處于平衡，根據(jù)平衡求出電動(dòng)勢(shì)的大小，從而根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流的大小，再根據(jù)路端電壓U=IR，即可求解．

解答 解：A、根據(jù)左手定則知正電荷向上偏，負(fù)電荷向下偏，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；
B、由于最終電荷處于平衡有：
qvB=q$\frac{E}{L}$，
解得電動(dòng)勢(shì)為：E=BLv．故B錯(cuò)誤；
C、內(nèi)電阻為：r=ρ$\frac{L}{S}$=$\frac{L}{σS}$=$\frac{L}{σab}$，
根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I=$\frac{E}{R+\frac{L}{σab}}$=I=$\frac{BLv}{R+\frac{L}{σab}}$，
那么路端電壓為：U=IR=$\frac{BLvR}{R+\frac{L}{σab}}$，
綜上所述，故C正確，D錯(cuò)誤．
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了電阻定律、閉合電路歐姆定律以及磁場(chǎng)的知識(shí)，關(guān)鍵掌握左手定則判斷洛倫茲力的方向，以及通過平衡求出電源的電動(dòng)勢(shì)．