Question

目前世界上正在研究的新型發(fā)電機磁流體發(fā)電機的原理如圖11所示．設(shè)想在相距為d，且足夠長的甲、乙兩金屬板間加有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，兩板通過電鍵和燈泡相連，將氣體加熱到使之高度電離．由于正負電荷一樣多，且?guī)щ娏烤鶠閝，故稱為等離子體．將其以速度v噴入甲、乙兩板之間，這時甲、乙兩板就會聚集電荷，產(chǎn)生電壓，它可以直接把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能．試問：
（1）圖中哪個極板是發(fā)電機的正極？答：______；
（2）發(fā)電機的電動勢多大？答：______；
（3）設(shè)噴入兩極間的離子流每立方米有n對一價正負離子，等離子體流的截面積為S，則發(fā)電機的最大功率多大？答：______．

Answer 1

（1）左手定則知正離子向上偏轉(zhuǎn)，所以甲帶正電，
（2）開關(guān)斷開時，兩板間電壓穩(wěn)定時滿足：qvB=qE=q

U

d

，所以U=Bdv，則發(fā)電機的電動勢E=Bdv，
（3）等離子體流的速度為v，則單位時間內(nèi)噴入等離子體的長度為v，體積為vs，則電荷量為：vsnq，
電流I=

Q

t

=

nqsv

1

=nqsv，則功率P=EI=Bdv×nqsv=nBdqsv²
故答案為：（1）甲（2）Bdv（3）nBdqsv²．