Question

下圖所示為磁流體發電機的示意圖。在距離為d的兩平行金屬板間，有方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B。左側有高速運動的等離子體（含有相等數量的正、負離子）射入其間，設每個離子所帶的電量為q，射入速度為V，重力不計，離子在洛侖茲力的作用下發生偏轉，分別聚集在M、N板上，使該裝置成為一個電源，則此發電機的電動勢為______。當閉合開關K時通過R的電流方向為______ （填“向上”或“向下”）

Answer 1

Bvd        向下  

帶電粒子在磁場中的運動專題．分析：該模型為磁流體發電機模型，等離子體受到洛倫茲力發生偏轉，在兩極板間形成電勢差，最終等離子體受電場力和洛倫茲力處于平衡，根據平衡求出發電機的電動勢，根據極板帶電的正負判斷電流的流向．
解：當等離子體受電場力和洛倫茲力處于平衡時，有：．則電動勢E=Bvd．正電荷向上偏，負電荷向下偏，最終上極板帶正電，下極板帶負電，則閉合開關K時通過R的電流方向為：向下．