Question

如圖所示為磁流體發(fā)電機(jī)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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．左側(cè)有高速運(yùn)動的等離子體（含有相等數(shù)量的正、負(fù)離子）射入其間，設(shè)每個(gè)離子所帶的電量為q，射入速度為V，重力不計(jì)，離子在洛侖茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，分別聚集在M、N板上，使該裝置成為一個(gè)電源，則此發(fā)電機(jī)的電動勢為

Bvd

．當(dāng)閉合開關(guān)K時(shí)通過R的電流方向?yàn)?!--BA-->

向下

 （填“向上”或“向下”）

Answer 1

分析：該模型為磁流體發(fā)電機(jī)模型，等離子體受到洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，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(jù)平衡求出發(fā)電機(jī)的電動勢，根據(jù)極板帶電的正負(fù)判斷電流的流向．

解答：解：當(dāng)?shù)入x子體受電場力和洛倫茲力處于平衡時(shí)，有：q

E

d

=qvB．則電動勢E=Bvd．正電荷向上偏，負(fù)電荷向下偏，最終上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，則閉合開關(guān)K時(shí)通過R的電流方向?yàn)椋合蛳拢?BR>故答案為：Bvd，向下．

點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵會根據(jù)左手定則判斷洛倫茲力的方向，以及知道最終等離子體受電場力和洛倫茲力處于平衡．