Question

【題目】磁流體發電是一項新興技術．如圖表示了它的原理：將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子，而從整體來說呈電中性)噴射入磁場，在場中有兩塊金屬板A、B，這時金屬板上就會聚集電荷，產生電壓．如果射入的等離子體速度均為v，板間距離為d，板平面的面積為S，勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直于速度方向，負載電阻為R，電離氣體充滿兩板間的空間，其電阻率為ρ，當發電機穩定發電時，A、B就是一個直流電源的兩個電極．下列說法正確的是( )

A．圖中A板是電源的負極

B．A、B間的電壓即為該發電機的電動勢

C．正對面積S越大，該發電機電動勢越大

D．電阻R越大，該發電機輸出效率越高

Answer 1

【答案】AD

【解析】根據左手定則，正電荷向下偏轉，所以B板帶正電，為直流電源的正極，A板為電源的負極，A正確；由于兩極板積累的電荷量逐漸增多，其間的電場力逐漸增大，最終電荷在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，有qvB＝，解得電動勢E＝Bdv，與正對面積無關，C錯誤；由于氣體也有電阻，因此兩極板之間的電壓為路端電壓，B錯誤；該電源的效率為η＝＝，因為I＝，整理可得η＝＝，顯然外電阻R越大，電源的效率越高，D正確。