◎ 题目

如图是磁流体发电工作原理示意图．发电通道是个长方体，其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻R相连．发电通道处于匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图．发电通道内有电阻率为ρ的高温等离子电离气体沿导管高速向右流动，运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势．发电通道两端必须保持一定压强差，使得电离气体以不变的流速v通过发电通道．不计电离气体所受的摩擦阻力．根据提供的信息完成下列问题： （1）判断发电机导体电极的正负极，求发电机的电动势E； （2）发电通道两端的压强差△P； （3）若负载电阻R阻值可以改变，当R减小时，电路中的电流会增大；但当R减小到R 0时，电流达到最大值（饱和值）Im；当R继续减小时，电流就不再增大，而保持不变．设变化过程中，发电通道内电离气体的电阻率保持不变．求R 0和Im．

◎ 答案

（1）根据左手定则可知，正离子向上偏，负离子向下偏，所以发电机上导体电极为正极、下导体电极为负极．    电机的电动势E=Bav…① （2）外电路闭合后：I= E R+r = Bav R+r …② 发电通道内电离气体的等效电阻为：r=ρ a bl …③ 等离子电离气体等效电流受到的安培力为：F=BIa…④ 等离子电离气体水平方向由平衡条件得：ab△p-BIa=0…⑤ 联立①②③④⑤解得：△p= BI b = B2alv blR+ρa …⑥ （3）当所有进入发电机的等离子全都偏转到导体电极上形成电流时，电流达到最大值Im， Im= Q t = nqabvt t =nqabv…⑦ 联立②⑦解得：R0= B nqb -ρ a bl 答：（1）发电机上导体电极为正极、下导体电极为负极．电机的电动势E=Bav； （2）发电通道两端的压强差△P为 B2alv blR+ρa ； （3）R 0为 B nqb -ρ a bl ，Im为nqabv．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图是磁流体发电工作原理示意图．发电通道是个长方体，其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电…”主要考查了你对  【共点力的平衡】，【闭合电路欧姆定律】，【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】，【电磁感应现象的综合应用】，【能量守恒定律、第一类永动机】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。