Question

12．磁流体发电是一项新兴技术．如图表示了它的原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子，而从整体来说呈电中性）喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度均为v，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R．电离气体充满两板间的空间，其电阻率为ρ，当发电机稳定发电时，A、B就是一个直流电源的两个电极．下列说法正确的是（　　）

• A． 图中A板是电源的负极
• B． A、B间的电压即为该发电机的电动势
• C． 正对面积S越大，该发电机电动势越大
• D． 电阻越大，该发电机输出效率越高

Answer 1

分析 大量带正电和带负电的微粒向右进入磁场时，由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力向上，所以正电荷会聚集的A板上，同理负电荷聚集到B板上，故A板相当于电源的正极．根据闭合电路的欧姆定律即可判断电动势，根据等离子发电求得产生的电势差的决定因素，有效率判断影响因素

解答 解：A、大量带正电和带负电的微粒向右进入磁场时，由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力向下，所以正电荷会聚集的B板上，负电荷受到的洛伦兹力向上，负电荷聚集到A板上，故A板相当于电源的负极，B板相当于电源的正极，故A正确．
B、A、B间的电压即为电阻R两端的电压，是路端电压，故不是产生的电动势，故B错误；
C、AB间的场强为qvB=qE，E=vB，故两极板间的电势差为U=Ed=vBd，与正对面积无关，故C错误；
D、输出的效率$η=\frac{UI}{EI}=\frac{R}{R+r}$，故电阻越大，该发电机输出效率越高，故D正确；
故选：AD

点评 根据洛伦兹力的方向判断物体的运动方向，此题还可以根据洛伦兹力与极板间产生的电场力平衡解得磁流体发电机的电动势．