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专题26带电粒子在复合场中的运动：质磁流体发电机
u试卷副标题
考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
一、多选题
1．如图是磁流体发电机的示意图，在间距为d的平行金属板A、C间，存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，两金属板通过导线与滑动变阻器相连，变阻器接入电路的电阻为R。等离子体连续以速度平行于两金属板垂直射入磁场，理想电流表A的读数为I。则（　　）
A．发电机的电动势
B．发电机的内电阻为
C．发电机的效率
D．变阻器触头P向上滑动时，单位时间内到达金属板A、C的等离子体数目增多
【答案】BD
【详解】
AB．磁流体发电机两极板间的距离为d，等离子体的速度为v，磁场的磁感应强度为B，则电动势
由闭合电路欧姆定律得
则
A错误，B正确；
C．发动机的效率
C错误；
D．滑动变阻器的滑片P向上滑动时，电阻R减小，电动势不变，电流增大，单位时间内流过的电荷数增多，即单位时间内到达A、C的导离子数增多，D正确。
故BD。
2．目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图表示它的发电原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性）沿图所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就聚集了电荷。在磁极配置如图中所示的情况下，下列说法正确的是（　　）
A．A板带正电
B．有电流从b经用电器流向a
C．金属板A、B间的电场方向向下
D．等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受静电力
【答案】BD
【详解】
ABC．等离子体射入磁场后，由左手定则知正离子受到向下的洛伦兹力向B板偏转，故B板带正电，B板电势高，电流方向从b流向a，电场的方向由B板指向A板，A、C错误，B正确；
D．当Bvq＞Eq时离子发生偏转，故D正确。
故选BD。
3．下列说法正确的是（　　）
A．如图甲所示，是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径
B．如图乙所示，磁流体发电机的结构示意图。可以判断出A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极
C．如图丙所示，速度选择器可以判断粒子电性，若带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是Eq=qvB，即
D．如图丁所示，是磁电式电流表内部结构示意图，线圈在软铁产生的匀强磁场中转动
【答案】AB
【详解】
A．洛伦兹力提供向心力，根据向心力公式得
解得
粒子获得的最大动能为
所以要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径，故A正确；
B．根据左手定则，正电荷向下偏转，负电荷向上偏转，所以B极板带正电，为发电机的正极，A极板带负电，为发电机的负极，故B正确；
C．速度选择器不能判断带电粒子的电性，不管是正电，还是负电都要满足洛伦兹力与电场力平衡，所以有
所以只要速度满足
粒子就能匀速通过速度选择器，故C错误；
D．线圈所在区域的磁场为均匀辐向磁场，该磁场方向不同，为非匀强磁场，故D错误；
故选AB。
4．如图所示，磁流体发电机的通道是一长为L的矩形管道，通道的左、右两侧壁是导电的，其高为h，间距为a，通道的上下表面是绝缘的，匀强磁场大小为B，方向垂直于通道上表面向上。电阻率为的等离子体以速度v沿如图所示方向射入，左右两侧壁接有阻值为R的负载电阻。当负载开关断开时，正负极板之间的电压定义为发电机的电动势，正负极板之间的等离子体电阻定义为发电机内阻。不计离子的重力，下列说法正确的是（　　）
A．顺着等离子体运动方向看，左、右侧壁电势φ左＞φ右
B．该发电机产生的电动势为Bva
C．闭合开关后，流过负载R的电流为
D．保持等离子体的速度v，若负载电阻值可调，负载电阻的最大功率为
【答案】BD
【详解】
A．顺着等离子体运动方向看，根据左手定则可知，正离子受力向右，故φ左<φ右，故A错误；
B．该发电机产生的电动势为
，
解得：
故选B正确；
C．闭合开关后，流过负载R的电流为
故C错误；
D．保持等离子体的速度v，若负载电阻值可调，当内外电阻相等，负载电阻功率最大
故D正确。
故选BD。
5．目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机。如图表示它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。下列说法正确的是（　　）
A．B板带正电
B．A板带正电
C．其他条件不变，只增大射入速度，UAB增大
D．其他条件不变，只增大磁感应强度，UAB减小
【答案】AC
【详解】
AB．由左手定则，带正电的离子向下偏转打到B板，使B板带正电，带负电的离子向上偏转打到A板，使A板带负电，故A正确，B错误；
CD．设A、B两板之间的距离为d，达到稳定时飞入的带电离子二力平衡
所以
故C正确D错误。
故选AC。
6．如图所示是磁流体发电机的示意图，间距为d的两平行金属板之间有一磁感应强度大小为B的匀强磁场，与电阻R相连接，一束含有大量正、负带电离子的等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向射入磁场。若两平行金属板之间的内阻为r，则下列说法正确的是（　　）
A．流过电阻R的电流方向由b到a
B．流过电阻R的电流大小为
C．电阻R的热功率为
D．当时，磁流体发电机输出电功率最大
【答案】BC
【详解】
A．含有大量正、负带电离子的等离子体进入磁场，根据左手定则，正离子向上偏，打在上极板P上，负离子向下偏，打在下极板Q上，所以上极板P带正电，下极板Q带负电，流过电阻R的电流方向由a到b，A项错误；
B．设磁流体发电机的电动势为E，带电离子从两平行金属板之间通过，依据电场力等于洛伦兹力，即
则有
再由闭合电路的欧姆定律
B项正确；
C．电阻R的热功率
C项正确；
D．根据电源输出电功率最大的条件可知，当时，磁流体发电机输出电功率最大，D项错误。
故选BC。
7．目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，立体图如图甲所示，侧视图如图乙所示，其工作原理是燃烧室在高温下将气体全部电离为电子与正离子，即高温等离子体，高温等离子体经喷管提速后以速度进入矩形发电通道，发电通道有垂直于喷射方向的匀强磁场（图乙中垂直纸面向里），磁感应强度大小，等离子体在发电通道内发生偏转，这时两金属薄板上就会聚集电荷，形成电势差。已知发电通道从左向右看长，宽，高，等离子体的电阻率，电子的电荷量。不计电子和离子的重力以及微粒间的相互作用，则以下判断正确的是（　　）
A．发电机的电动势为2500V
B．若电流表示数为16A，则1s内打在下极板的电子有1020个
C．当外接电阻为12Ω时，电流表的示数为50A
D．当外接电阻为8Ω时，发电机输出功率最大
【答案】BCD
【详解】
A．设发电机的电动势为E，当发电机两极板电压稳定后，再进入发电通道的粒子所受到的电场力与洛仑兹力平衡，即
联立解得
故A错误；
B．由
得
故B正确；
C．发电机的内阻为
当当外接电阻为12Ω时，由闭合电路欧姆定律，可得
故C正确；
D．由电源输出功率的特点知，当电路内、外电阻相等时，即R=r=8Ω时，发电机输出功率最大，故D正确。
故选BCD。
8．如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场．一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电离子）沿垂直于磁场的方向喷入磁场．把P、Q与电阻R相连接，下列说法正确的是（　　）
A．Q板的电势高于P板的电势
B．R中有由a向b方向的电流
C．若只改变磁场强弱，R中电流保持不变
D．若只增大离子入射速度，R中电流增大
【答案】BD
【详解】
AB．根据左手定则可知，正电荷向上偏转，
P板的电势高于Q板的电势，流过R的电流由a向b方向，A错误，B正确；
CD．发电机未接通时，内部电场力与洛伦兹力平衡
E0q=Bqv
因此电动势的大小
E=Bdv
若只改变磁场强弱，电动势大小改变，R中电流大小发生变化；若只增大离子入射速度，电动势增大，R中电流增大，C错误，D正确。
故选BD。
9．磁流体发电机原理如图所示，等离子体高速喷射到加有强磁场的管道内，正、负离子在洛伦兹力作用下分别向A、B两金属板偏转，形成直流电源对外供电，则（　　）
A．仅减小两板间的距离，发电机的电动势将增大
B．仅增强磁场磁感应强度，发电机的电动势将增大
C．仅增大磁流体的喷射速度，发电机的总功率将增大
D．仅增加负载的阻值，发电机的输出功率将增大
【答案】BC
【详解】
AB．磁流体发电机稳定时，电荷所受电场力与洛伦兹力平衡，可得
解得
仅减小两板间的距离，发电机的电动势将减小；仅增强磁场磁感应强度，发电机的电动势将增大，故A错误，B正确；
C．发电机的总功率表达式为
仅增大磁流体的喷射速度，发电机的总功率将增大，C正确；
D．发电机的输出功率表达式为
当R=r时，输出功率达到最大，因此仅增加负载的阻值，发电机的输出功率不一定增大，D错误。
故选BC。
10．如图所示，水平放置的金属板P、Q间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。发热灯丝连续不断的逸出电子，电子经过电压为U的电场加速后沿OO＇射入板间，稳定后（　　）
A．P板将带负电、Q板不带电
B．PQ两板间的电压与电压U成正比
C．U越大从O＇射出的电子速度越大
D．B越大极板上积累的电荷量就越大
【答案】CD
【详解】
A．根据左手定则判断，电子在匀强磁场中受到向上的洛伦兹力，所以P板带负电。Q板接地，带正电，故A错误；
B．电子进入匀强磁场后，受向上的洛伦兹力作用，负电荷在P板积累，PQ两板间产生一个电场E，当电子所受电场力和洛伦兹力平衡时，PQ两板间的电压稳定。设电子从O＇射出的速度为v，PQ两板间的距离为d，此时
又因为
所以
又因为电子经过电压为U的电场加速，根据动能定理
所以
因此
可知，PQ两板间的电压与电压U的平方根成正比，故B错误；
C．根据
可知，U越大从O＇射出的电子速度越大，故C正确；
D．根据
可知，B越大越大。又因为
C不变，当越大时，电荷量就越大，故D正确。
故选CD。
11．下列说法正确的是（　
　）
A．如图甲所示，是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U
B．如图乙所示，是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出B极板是发电机的正极，A极板是发电机的负极
C．如图丙所示，是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是Eq＝qvB，即
D．如图丁所示，是磁电式电流表内部结构示意图，线圈在极靴产生的匀强磁场中转动
【答案】BC
【详解】
A．根据，可得
粒子获得的最大动能为
所以要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径，故A错误；
B．根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B板带正电，为发电机的正极，A极板是发电机的负极，故B正确；
C．速度选择器不能判断带电粒子的电性，不管是正电，还是负电只要速度满足Eq＝qvB，即，粒子就能匀速通过速度选择器，故C正确；
D．线圈在极靴产生的磁场为均匀辐向磁场，该磁场为非匀强磁场，故D错误。
故选BC。
12．如图所示，图甲为磁流体发电机原理示意图，图乙为质谱仪原理图，图丙和图丁分别为多级直线加速器和回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，下列说法错误的是（　　）
A．图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，A板电势高
B．图乙中，、、三种粒子经加速电场射入磁场，在磁场中的偏转半径最大
C．图丙中，加速电压越大，粒子获得的能量越高，比回旋加速器更有优势
D．图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大
【答案】ACD
【详解】
A．将一束等离子体喷入磁场，由左手定则得，正离子向下偏转，负离子向上偏转，A、B两板会产生电势差，且B板电势高，故选项A说法错误，符合题意；
B．质谱仪中，粒子经电场加速有
在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，有
解得
由此可知在磁场中偏转半径最大的是比荷()最小的粒子，、、三种粒子电荷量相同，质量最大，所以在磁场中的偏转半径最大，故选项B说法正确，不符合题意；
C．粒子通过多级直线加速器加速，加速电压越大，粒子获得的能量越高，但要产生这种高压所需的技术要求很高，同时加速装置的长度也要很长，故多级直线加速器不一定比回旋加速器更有优贽，故选项C说法错误，符合题意；
D．在回旋加速器中带电粒子经过电场多次加速后，速度越来越大，在磁场中做匀速圆周运动的半径
也会越来越大，而粒子在磁场中做圆周运动的周期
没有变化，故交变电流的频率不变，选项D说法错误，符合题意。
故选ACD。
13．目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机。如图表示了它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，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，以下说法正确的是（　　）
A．B板为正极
B．A板为正极
C．其他条件不变，只增大入射速度，UAB将增大
D．其他条件不变，只增大磁感应强度，UAB将增大
【答案】ACD
【详解】
AB.
由左手定则，正电荷向下偏转，负电荷向上偏转，B板为正极，A板为负极，B错误，A正确；
CD.
稳定时，带电粒子所受的电场力和洛伦兹力平衡
解得
其他条件不变，只增大入射速度，UAB将增大，C正确；其他条件不变，只增大磁感应强度，UAB将增大，D正确。
故选ACD。
14．磁流体发电机是一种把物体内能直接转化为电能的低碳环保发电机，下图为其原理示意图，平行金属板C、D间有匀强磁场，磁感应强度为B，将一束等离子体（高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒）水平喷入磁场，两金属板间就产生电压．定值电阻R0的阻值是滑动变阻器最大阻值的一半，与开关串联接在C、D两端，已知两金属板间距离为d，喷入气流的速度为v，磁流体发电机的电阻为r(R0
<
r
<
2R0)．则滑动变阻器的滑片P由a向b端滑动的过程中(
)
A．金属板C为电源负极，D为电源正极
B．发电机的输出功率一直增大
C．电阻R0消耗功率最大值为
D．滑动变阻器消耗功率最大值为
【答案】AC
【详解】
A．因等离子体喷入磁场后，由左手定则可知正离子向D板偏，负离子向C板偏，即金属板C为电源负极，D为电源正极，故A正确；
B．等离子体稳定流动时，洛伦兹力与电场力平衡，即
，所以电源电动势为E=Bdv，又R0C．由题图知当滑片P位于b端时，电路中电流最大，电阻R0消耗功率最大，其最大值为，
故C正确；
D．将定值电阻R0归为电源内阻，由滑动变阻器的最大阻值2R0＜r+R0，则当滑动变阻器连入电路的阻值最大时消耗功率最大，最大值为
，
故D错误．
15．磁流体发电是一项新兴技术。如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框部分相当于发电机。把两个极板与用电器相连，则（　　）
A．用电器中的电流方向从B到A
B．用电器中的电流方向从A到B
C．若只断开用电器，发电机两极板间电压增大
D．若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大
【答案】BCD
【详解】
AB．由左手定则可知，等离子体进入磁场后，正离子向上运动，负离子向下运动，所以上板为正，下板为负，用电器的电流方向从A到B，故A错误，B正确；
C．图中虚线框部分相当于电源，接用电器时，两极板之间的电压为路端电压，若只断开用电器，发电机两极板间电压等于电源的电动势，路端电压要小于电源的电动势，故C正确；
D．因电荷在电场和磁场中受电场力和洛仑兹力作用，最终会处于平衡，即最终等离子体将匀速通过磁场区域，所以有
解得
所以增大喷入粒子的速度，发电机的电动势将增大，故D正确。
故选BCD。
16．如图是磁流体发电机的装置，a、b组成一对平行电极，两板间距为d，板平面的面积为S，内有磁感应强度为B的匀强磁场。现持续将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，而整体呈中性），垂直磁场喷入，每个离子的速度为v，负载电阻阻值为R，当发电机稳定发电时，负载中电流为I，则（　　）
A．a板电势比b板电势低
B．磁流体发电机的电动势
C．负载电阻两端的电压大小为
D．两板间等离子体的电阻率
【答案】BD
【详解】
A.由磁流体发电机的装置图，利用左手定则可知，正、负微粒通过发电机内部时，带正电微粒向上偏，带负电微粒向下偏，则知a板电势比b板电势高，A错误；
B．当发电机稳定发电时，对微粒有
得电动势：，B正确；
C．闭合电路欧姆定律有
又，则负载电阻两端的电压，C错误；
D．由闭合电路欧姆定律有
由电阻定律有
得
D正确；
故选BD。
17．磁流体发电机是利用洛伦兹力的磁偏转作用发电的。如图所示，A、B是两块处在磁场中互相平行的金属板，一束在高温下形成的等离子束（气体在高温下发生电离，产生大量的带等量异种电荷的粒子）射入磁场。下列说法正确的是（　　）
A．B板是电源的正极
B．A板是电源的正极
C．电流从上往下流过电流表
D．电流从下往上流过电流表
【答案】AD
【详解】
根据左手定则可知，正离子向B板偏转，负离子向A板偏转，所以B板是电源的正极，A板是电源的负极，电流从下往上流过电流表，故AD正确，BC错误。
故选AD。
18．如图所示为磁流体发电机的原理图：将一束等离子体垂直于磁场方向喷入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，两板间就会产生电压，如果射入的等离子体速度均为v，两金属板间距离为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，等离子体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表示数为I，下列说法正确的是（
）
A．上极板A带负电
B．两极板间的电动势为IR
C．板间等离子体的内阻是
D．板间等离子体的电阻率
【答案】ACD
【详解】
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B板相当于电源的正极，A板相当于电源的负极，故A正确；由闭合电路的欧姆定律可知，两极板间的电动势为I（R+r内），选项B错误；根据得，E=Bdv．根据欧姆定律得，，选项C正确；由电阻定律，，则有：电阻率ρ=．故D正确．故选ACD．
【点睛】
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，注意确定正负电荷的洛伦兹力的方向是解题的关键．解决本题的关键知道稳定时，电荷所受洛伦兹力和电场力平衡，电路中电流越大，则单位时间内到达金属板A、B的等离子体数目增多．
19．如图所示，蹄形磁铁的磁极之间放置一个装有导电液体的玻璃器皿，器皿中心和边缘分别固定一个圆柱形电极和一个圆形环电极，两电极间液体的等效电阻为。在左边的供电电路中接入一个磁流体发电机，间距为的平行金属板A、B之间有一个磁感应强度为的匀强磁场，将一束等离子体以的速度喷入磁场。已知磁流体发电机等效内阻为，定值电阻，电压表为理想电表。闭合开关S，导电液体流速趋于稳定时，电压表示数为，则（　　）
A．金属板A带正电
B．图中导电液体沿顺时针方向旋转
C．磁流体发电机的效率约为50%
D．导电液体旋转的机械功率为
【答案】BD
【详解】
A．根据左手定则可知，等离子体中的正离子向下偏转，集聚到B板，则B板带正电，A错误；
B．玻璃器皿中的导电液体的电流从中心电极流向外面的圆形电极，由左手定则可知，图中导电液体从上往下看沿顺时针方向旋转，B正确；
C．磁流体发电机单位电动势
E=Bdv=15V
则回路中的电流
则发电机的路端电压
磁流体发电机的效率为
C错误；
D．导电液体旋转的机械功率为
D正确。
故选BD。
20．如图所示，磁流体发电机的长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导电电极，两极间距为d，极板的长、宽分别为a、b，面积为S，这两个电极与可变电阻R相连．在垂直于前后侧面的方向上有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体——等离子体，等离子体以速度v向右流动，并通过专用通道导出，不计等离子体流动时的阻力，调节可变电阻的阻值，下列说法不正确的是（　　）
A．磁流体发电机的电动势为E＝Bbv
B．可变电阻R中的电流方向是从P到Q
C．可变电阻R上消耗的最大电功率为
D．可变电阻R上消耗的最大电功率为
【答案】AC
【详解】
A．稳定时即气体离子不再偏转，此时
整理得发电机电动势为
故A错误；
B．根据左手定则可判断等离子体中的正离子向上极板偏转、负离子向下极板偏转，即上极板为正极，故可变电阻R中的电流方向是从P到Q，故B正确；
CD．根据电流方向，判断高温电离气体的横截面积为S，长度为d，所以内阻为
当外电阻等于电源内阻即R=r时外电路即可变电阻R消耗的电功率最大，最大值为
故C错误，D正确。
本题选不正确的，故选AC。
21．关于洛伦兹力的应用，下列说法正确的是（　　）
A．图a速度选择器中筛选出的粒子沿着PQ做匀加速直线运动
B．图b为回旋加速器，狭缝加速电场的两端电压是交变的
C．图c是质谱仪，被速度选择器筛选出的、和，在磁场中偏转半径最大的是
D．图d是磁流体发电机，将一束负离子喷入磁场，A、B两板会产生电压，且A板电势高
【答案】BC
【详解】
A．图a速度选择器中筛选出的粒子沿着PQ运动，洛伦兹力和电场力平衡，做匀速直线运动，选项A错误；
B．图b回旋加速器中，粒子在磁场中偏转，在电场中加速，磁场中的周期和交变电压的周期相同，故电场中的电压是交变电压，选项B正确；
C．图c在质谱仪中，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
比荷大的偏转半径小，故比荷最小，偏转半径最大，选项C正确；
D．图d磁流体发电机中，将一束负离子喷入磁场，根据左手定则可知，负离子向A板偏转，两板会产生电压，且A板电势低，选项D错误。
故选BC。
22．如图所示为磁流体发电机的示意图，一束等离子体（含正、负离子）沿图示方向垂直射入一对磁极产生的匀强磁场中，A、B是一对平行于磁场放置的金属板，板间连入电阻R，则电路稳定后（　　）
A．A板聚集正电荷
B．离子可能向N磁极偏转
C．R中有向上的电流
D．离子在磁场中偏转时洛伦兹力不做功
【答案】CD
【详解】
AB．由左手定则知，正离子向B板偏转，负离子向A板偏转，离子不可能向N磁极偏转，故AB错误；
C．因B板带正电，A板带负电，则电路稳定后，电阻R中有向上的电流，故C正确；
D．因为洛伦兹力的方向与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，故D正确。
故选CD。
23．如图甲所示，等离子流由左边连续以方向如图所示的速度v0垂直射入P1和P2两金属板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接。线圈A内有如图乙所示的变化磁场，且规定向左为磁场B的正方向，如图甲所示.则下列说法正确的是（　　）
A．0～1s内ab、cd导线互相吸引
B．1s～2s内ab、cd导线互相排斥
C．2s～3s内ab、cd导线互相吸引
D．3s～4s内ab、cd导线互相排斥
【答案】AD
【详解】
AB．由题图甲左侧电路可以判断ab中电流方向为由a到b；由右侧电路及题图乙可以判断，0～2s内cd中电流方向为由c到d，跟ab中的电流同向，因此ab、cd相互吸引，选项A正确、B错误；
CD．2s～4s内cd中电流方向为由d到c，跟ab中电流反向，因此ab、cd相互排斥，选项C错误，D正确。
故选AD。
二、单选题
24．磁流体发电机原理如图所示，等离子体高速喷射到加有强磁场的管道内，正、负离子在洛伦兹力作用下分别向A、B两金属板偏转，形成直流电源对外供电．则（　　）
A．仅减小两板间的距离，发电机的电动势将增大
B．仅增强磁场磁感应强度，发电机的电动势将增大
C．仅增加负载的阻值，发电机的输出功率将增大
D．仅增大磁流体的喷射速度，发电机的总功率将减小
【答案】B
【详解】
AB．最终电荷受电场力与洛伦兹力平衡，有
解得
只减小两板之间的距离，电势差也会减小，只增大磁感应强度，发电机的电动势将增大，故A错误，B正确；
D．根据总功率为
当只增大磁流体的喷射速度，发电机的总功率将增大，故D错误；
C．依据电源的输出功率表达式
当R=r时，输出功率达到最大，因此仅增加负载的阻值，发电机的输出功率不一定减小，故C错误；
故选B。
25．如图所示为某一新型发电装置的示意图，发电管是横截面为矩形的水平管道，管道的长为L、宽为d、高为h，上、下两面是绝缘板。前、后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S和定值电阻R相连。整个管道置于磁感应强度大小为B、方向沿z轴正方向的匀强磁场中。管道内始终充满电阻率为的导电液体（有大量的正、负离子），且开关闭合前后，液体在管道进、出口两端压强差的作用下，均以恒定速率沿x轴正向流动，则下列说法正确的是（　　）
A．M板电势比N板的电势低
B．两导体板间液体的电阻
C．电阻R上的电流
D．假设导电液体所受摩擦力与流速成正比，比例系数为k，则在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能
【答案】D
【详解】
A．由题意可知，结合左手定则，可知，带正电的离子打到M板上，带负电的离子打到N板上。所以可知
所以A错误；
B．由电阻定律可得，两导体间液体的电阻为
所以B错误；
C．由题可知，液体通过管道时，可以认为一个长度为d的导体棒切割磁感线，由右手定则可得，产生的感应电动势为
则由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流为
所以C错误；
D．假设导电液体所受摩擦力与流速成正比，比例系数为k，则在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能为
其中
联立可得
所以D正确。
故选D。
26．下列说法正确的是（　　）
A．图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要粒子获得的最大动能增大，可增加电压
B．图乙磁流体发电机的结构示意图，可以判断出极板是发电机的正极，极板是发电机的负极
C．图丙是速度选择器，带电粒子（不计重力）能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D．图丁是质谱仪的工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝粒子的比荷越小
【答案】C
【详解】
A．图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，设形盒的半径为，粒子从形盒射出时，在磁场中的轨道半径等于形盒的半径，此时粒子的速度最大，动能也达到最大，根据洛伦兹力提供向心力有
，
可得粒子的最大动能为
可知粒子获得的最大动能与电压无关，故A错误；
B．图乙磁流体发电机的结构示意图，根据左手定则可知正离子所受洛伦兹力的方向向下，则可以判断出极板是发电机的负极，极板是发电机的正极，故B错误；
C．图丙是速度选择器，带电粒子（不计重力）能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
即
故C正确；
D．图丁是质谱仪的工作原理示意图，由图可知间是一个速度选择器，所以粒子进入磁场的速度相同，粒子打在胶片上的位置与狭缝的距离为轨道半径的两倍，设粒子进入磁场的速度为，则粒子打在胶片上的位置与狭缝的距离为
则粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝粒子的比荷越大，故D错误。
故选C。
27．下列关于磁场的应用，正确的是（　　）
A．图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器示意图，要使粒子获得的最大动能增大，可增大加速电场的电压
B．图乙是磁流体发电机示意图，由此可判断极板是发电机的正极，极板是发电机的负极
C．图丙是速度选择器示意图，不考虑重力的带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D．图丁是磁电式电流表内部结构示意图，当有电流流过时，线圈在磁极间产生的匀强磁场中偏转
【答案】C
【详解】
A．根据
可知
粒子获得的最大动能为
所以要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径，故A错误；
B．根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B板带正电，为发电机的正极，A极板是发动机的负极，故B错误；
C．速度选择器不能判断带电粒子的电性，不管是正电，还是负电，只要满足
粒子就能匀速通过速度选择器，故C正确；
D．线圈在磁极间产生的磁场为均匀辐向磁场，该磁场为非匀强磁场，故D错误。
故选C。
28．磁流体发电的原理如图所示，将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在相距为d，宽为a、长为b的两平行金属板间便产生电压。如果把上、下板和电阻R连接，上、下板就是一个直流电源的两极，若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为ρ，忽略边缘效应，下列判断正确的是（　　）
A．上板为正极，电流I＝
B．上板为负极，电流I＝
C．下板为正极，电流I＝
D．下板为负极，电流I＝
【答案】C
【详解】
根据左手定则，正电荷受到的洛伦兹力方向向下，负电荷受到的洛伦兹力向上，因此下极板为电源的正极，根据平衡有
解得稳定时电源的电动势
则流过R的电流为
根据电阻定律得
由几何关系得
则得电流大小为
故C正确，ABD错误。
故选C。
29．如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，增加电压U即可
B．图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极
C．图丙是速度选择器，带电粒子（不计重力且只受电场和磁场的作用）能够从右向左沿直线匀速通过速度选择器
D．图丁是质谱仪的工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S3，粒子的比荷越小
【答案】B
【详解】
A．根据
得
最大动能为
与加速电压无关，故A错误；
B．由左手定则知正离子向下偏转，所以下极板带正电，A板是电源的负极，B板是电源的正极，故B正确；
C．若带电粒子带正电，从右向左运动，受到竖直向下的电场力，由左手定则可知，洛伦兹力方向竖直向下，则粒子不能匀速通过速度选择器，故C错误；
D．根据洛伦兹力提供向心力有
得
知粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S3粒子的半径越小，荷质比越大，故D错误。
故选B。
30．磁流体发电的原理如图所示，将一束速度为的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在面积为、间距为d的两平行金属板间便产生电压。将上下极板与阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器相连，间距为L的电容器极板间有一带电微粒处于静止状态，不计其它电阻，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．磁流体发电机的电动势为BLv
B．电容器所带电荷量为
C．通过电阻的电流为
D．微粒的比荷为
【答案】C
【详解】
A．最终电荷所受电场力等于洛伦兹力，所以
又因为
所以
故A错误；
B．根据，可知
故B错误；
C．由于不计其他电阻，根据欧姆定律可知
故C正确；
D．由于带电微粒处于静止状态，所以
又因为
可得
故D错误。
故选C。
31．如图表示磁流体发电机的发电原理：将一束等离子体即高温下电离的气体，含有大量正离子和负离子，而从整体来说呈中性沿图示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就聚集了电荷。在磁极配置如图中所示的情况下，下列说法不正确的是（　　）
A．A板带负电
B．有电流从b经用电器流向a
C．金属板A、B间的电场方向向下
D．等离子体发生偏转的原因是离子所受的洛伦兹力大于所受的电场力
【答案】C
【详解】
A．根据左手定则知，正电荷向下偏，负电荷向上偏，则A板带负电，故A正确；
B．因为A板带负电，B板带正电，所以电流的流向为b经用电器流向a，故B正确；
C．因为A板带负电，B板带正电，所以金属板间的电场方向向上，故C错误；
D．等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力，故D正确。
本题选错误的，故选C。
32．磁流体发电的原理如图所示。将一束速度为v的等离子体（含有大量正、负带电粒子）垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在相距为d、宽为a、长为b的两平行金属板间便产生电压。如果把上、下板和电阻R连接，上、下板就是一个直流电源的两极。稳定时两板间等离子体有电阻。忽略边缘效应，下列判断正确的是（　　）
A．上板为负极
B．上、下两极板间的电压U=Bvd
C．等离子体浓度越高，电动势越大
D．该发电机不需要外界提供能量
【答案】A
【详解】
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下极板上，负电荷受到的洛伦兹力向上，负电荷聚集到上极板上，故上极板为负极，故A正确。
B．根据
得
E=Bdv
磁流体发电机具有内阻，上下极板两端为路端电压，故U＜Bdv，故B错误。
C．由表达式E=Bdv可知，电动势与等离子体的浓度无关，故C错误；
D．该发电机需要外界不断的射入等离子体，则也需要外界提供能量，故D错误。
故选A。
33．如图甲所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断的以速度v0射入P1和P2两极间的匀强磁场中，由于在线圈A中加入变化的磁场，导线ab和导线cd在0~2s内相互排斥，2~4s内相互吸引，规定向左为磁感应强度B的正方向，线圈A内磁感应强度B随时间t变化的图像可能是图乙中的（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】
等离子气流由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中，正电荷向上偏，负电荷向下偏，上板带正电，下板带负电，且能形成稳定的电流，电流方向由a到b，0~2s内互相排斥，2~4s内互相吸引，则0~2s内cd的电流方向由d到c，2~4s内cd的电流方向由c到d，根据楞次定律判断可知B选项对应正确。
故选B。
【点睛】
等离子流通过匀强磁场时，正离子向上偏转，负离子向下偏转，因此将形成从a到b的电流，线圈A中磁场均匀变化，形成感应电流，然后根据流经导线的电流同向时相互吸引，反向时相互排斥判断导线之间作用力情况。根据楞次定律判断出磁感应强度B随时间t变化。
34．磁流体发电技术是电磁感应原理，利用等离子体与磁场相对运动而发电的新兴技术，其原理如图所示，在平行金属板之间有一强磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框部分相当于发电机，把两个极板与用电器相连，A、B就可成为电源两极。不计粒子重力和粒子间相互作用，则（　　）
A．B极板相当于正极
B．带正电的离子向B极板偏转
C．通过用电器的电流由B向A
D．若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大
【答案】D
【详解】
ABC．对等离子体进行分析，由左手定则判断，开始正离子所受洛伦兹力方向向上（负离子所受洛伦兹力方向向下），则正离子向上板聚集，负离子则向下板聚集，两板间产生了电势差，即金属板变为一电源，且上板为正极下板为负极，所以通过用电器的电流方向从A到B，故ABC错误；
D．此后的正离子除受到向上的洛伦兹力f洛外还受到向下的电场力F，最终两力达到平衡，即最终等离子体将匀速通过磁场区域，则有
解得
若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大，故D正确。
故选D。
35．磁流体发电机，又叫等离子体发电机，图中的燃烧室在3000K的高温下将气体全部电离为电子和正离子，即高温等离子体。高温等离子体经喷管提速后以1000m/s进入矩形发电通道。发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场，磁感应强度B=6T。等离子体发生偏转，在两极间形成电势差。已知发电通道长a=50cm，宽b=20cm，高d=20cm，等离子体的电阻率=2Ω·m。则以下判断中正确的是（　　）
A．发电机的电动势为120V
B．因正离子带电量未知，故发电机的电动势不能确定
C．当外接电阻为8Ω时，发电机的效率最高
D．当外接电阻为4Ω时，发电机输出功率最大
【答案】D
【详解】
A.由等离子体所受的电场力和洛仑兹力平衡得
则得发电机的电动势为
故A错误；
B.发电机的电动势与高速等离子体的电荷量无关，故B错误；
C.发电机的内阻为
发动机的效率为
可知外电阻R越大，效率越高，故C错误；
D.当电源的内外电阻相等时发电机的输出功率最大，此时外接电阻为
R＝r＝4Ω
故D正确。
故选D。
36．关于下列四幅图的说法正确的是（　　）
A．图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压
B．图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出B极板是发电机的正极，A极板是发电机的负极
C．图丙是速度选择器的示意图，带电粒子（不计重力）能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，即
D．图丁是质谱仪的结构示意图，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝说明粒子的比荷越小
【答案】B
【详解】
A．甲图中，根据
可知
粒子获得的最大动能为
所以要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径R和增大磁感应强度B，增加电压U不能增大最大初动能，故A错误；
B．乙图中根据左手定则，正电荷向下偏转，所以极板带正电，为发电机的正极，极板是发电机的负极，故B正确；
C．丙图中，电子从右向左运动通过复合场时，电场力竖直向上，根据左手定则，洛伦兹力方向也向上，所以不是速度选择器，故C错误；
D．由
可得
知越小，说明比荷越大，故D错误。
故选B。
37．磁流体发电是一项新兴技术。如图所示，间距为d的平行金属板之间有大小为B的匀强磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，以速度v向右喷人磁场。图中虚线框部分相当于发电机。把两个极板与用电器相连，则（　　）
A．平行板间负电荷向上偏转
B．用电器中的电流方向从B到A
C．若只增强磁场，发电机的电动势减小
D．若发电机内阻不计，则用电器两端电压为Bdv
【答案】D
【详解】
AB．首先对等离子体进行动态分析：开始时由左手定则判断带正电粒子所受洛伦兹力方向向上（带负电粒子所受洛伦兹力向下），则带正电粒子向上板聚集，带负电粒子向下板聚集，两板之间产生了电势差，即金属板变为电源，且上板为正极，下板为负极，所以通过用电器的电流方向从A到B，故AB错误；
CD．此后的带正电粒子除受到向上的洛伦兹力外还受到向下的电场力F，最终二力达到平衡，即最终等离子体将匀速通过磁场区域，因
联立解得
所以电动势E与速度及磁场成正比，所以若只增大磁场，发电机的电动势增大，若发电机内阻不计，则用电器两端的电压即为发电机的电动势，等于，故C错误，D正确。
故选D。
38．等离子体气流由左方连续以速度射入和两板间的匀强磁场中，ab直导线与、相连接，线圈与直导线连接。线圈A内有如图乙所示的变化磁场，且磁场的正方向的规定为向左，如用甲所示，则下列叙述正确的是（　　）
A．0~1s内、导线互相排斥
B．1~2s内、导线互相吸引
C．2~3s内、导线互相吸引
D．3~4s内、导线互相吸引
【答案】B
【详解】
由左侧电路可知，根据左手定则可知带正电的粒子偏向上极板，导线ab中的电流从a到b；对右侧电路，根据楞次定律可知在0~2s内电流从c到d，因同向电流相互吸引，可知0~2s内、导线互相吸引；同理可知对右侧电路，根据楞次定律可知在2~4s内电流从d到c，因异向电流相互排斥，可知2~4s内、导线互相排斥，故B正确，ACD错误。
故选B。
39．磁流体发电是一项新兴技术，如图是磁流体发电机的示意图。平行金属板P、Q间距为d、面积为S，两金属板和电阻R连接。一束等离子体以恒定速度垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，电路稳定时电阻R两端会产生恒定电势差U。假定等离子体在两板间均匀分布，忽略边缘效应，则等离子体的电导率（电阻率的倒数）的计算式是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】
根据左手定则，等离子体中正电荷受到的洛伦兹力方向向上，负电荷受到的洛伦兹力方向向下，因此、极板分别为电源的正极、负极，电路稳定时根据平衡条件有
得电源电动势为
根据闭合电路欧姆定律得电流
内阻
结合
联立得电导率
故BCD错误，A正确。
故选A。
40．目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体上来说呈电中性）喷入磁场，由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转，磁场中的两块金属板A和B上就会聚集电荷，从而在两板间产生电压。在图示磁极配置的情况下，下列表述正确的是（　　）
A．金属板A的电势较高
B．通过电阻R的电流方向是b→R→a
C．等离子体在A、B间运动时，磁场力对等离子体做正功
D．等离子体在A、B间运动时，磁场力对等离子体做负功
【答案】A
【详解】
AB．根据左手定则，可判断出等离子体中的带正电的微粒受到向上的洛伦磁力，从而打到金属板A上，带负电的微粒受到向下的洛伦磁力，从而打到金属板B上，A是电源的正极，B是电源的负极。故金属板A的电势较高，通过电阻R的电流方向是a→R→b，故B错误，A正确；
CD．洛伦磁力一直和速度垂直，故磁场力对等离子体不做功，故CD错误；
故选A。
第II卷（非选择题）
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三、解答题
41．磁流体发电机可简化为如下模型：平行金属板间有一个强磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图所示方向喷入磁场，虚线框部分相当于电源，设所标物理量均已知，求：
(1)上、下极板各带何种电荷？
(2)产生的感应电动势E？
(3)设等离子体的导电率（电阻率的倒数）为σ，则发电机模型的内阻r？
(4)流过电阻R的电流I？
(5)发电机模型两端的路端电压U？
【答案】(1)上带正电，下带负电；(2)BLv；(3)；(4)；(5)
【详解】
(1)由左手定则可知，带正电的粒子向上偏转，带负电的粒子向下偏转，可知上极板带正电、下极板带负电；
(2)
由
可得产生的感应电动势
E=BLv
(3)等离子体的导电率（电阻率的倒数）为σ，则发电机模型的内阻
(4)流过电阻R的电流
(5)发电机模型两端的路端电压
42．如图所示，蹄形磁铁的磁极之间放置一个装有导电液体的玻璃器皿，器皿中心和边缘分别固定一个圆柱形电极和一个圆环形电极，两电极间液体的等效电阻为R1=1.0Ω。在左边的供电电路中接入一个磁流体发电机，间距为d=0.010m的平行金属板A、B之间有一磁感应强度为B=0.010T的匀强磁场，将一束等离子体以v=1.5×105m/s的水平速度喷入磁场。已知磁流体发电机等效内阻为R2=3.0Ω，定值电阻R0=2.0Ω，电压表为理想电表。闭合开关S0，导电液体流速趋于稳定时，电压表示数为10.0V。回答以下问题∶
(1)液体旋转方向为顺时针还是逆时针（俯视）？并作以解释；
(2)磁流体发电机的效率
(3)导电液体旋转的机械功率。
【答案】(1)顺时针方向；(2)80%；(3)9W
【详解】
(1)等离子体进入磁场后，根据左手定则，正离子向下偏，即向B极板偏，负离子向上偏，即向A极板偏，所以B板带正电，A板带负电。电流通过导电液体的方向是从中心到边缘，器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知液体旋转方向为顺时针方向。
(2)对磁流体发电机，离子束稳定时受力平衡
解得
对回路由闭合电路欧姆定律可得
解得
磁流体发电机的效率满足
解得
=80%
(3)由能量守恒定律可得，导电液体旋转的机械功率P
解得
43．磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能，如图所示，平行金属板A、B之间相距为d，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场，金属板A、B是边长为a的正方形，等离子体的电阻率为ρ，外接电阻R。求：
（1）发电机的电动势；
（2）电阻R上的电流；
（3）要使等离子体能进入磁场区域，前后两侧的压强差。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场，则有
求得，发电机的电动势
（2）根据电阻定律，等离子体的内阻
外电阻为R，根据闭合电路欧姆定律，电阻R上的电流为
（3）要使等离子体能进入磁场区域，则有
所以，前后两侧的压强差
44．海水中含有大量的正、负离子，这些离子随海流做定向运动，如果有磁场能使这些正、负离子向相反方向偏转，便有可能发出电来。如图所示为一利用海流发电的磁流体发电机原理的示意图，上、下两块金属板M、N水平正对放置，浸没在海水里，金属板相距d＝100
m，在金属板之间加一匀强磁场，磁感应强度大小B＝0.05
T，方向由南向北，海水从东向西以速度v＝5
m/s流过两金属板之间，且将在两板之间形成电势差。
(1)达到稳定状态时，哪块金属板的电势较高？
(2)该磁流体发电机产生的电动势E为多大？
【答案】(1)
N板；(2)25
V
【详解】
(1)由左手定则得，正离子受洛伦兹力方向向下，则N板的电势较高。　
(2)当海水中流动的带电离子进入磁场后，将在两板之间形成电势差，当带电离子所受到的电场力F与洛伦兹力f相平衡时达到稳定状态，有：
代入有关数据得电动势
E＝Bdv=0.05×100×5=25
V
45．如图所示为等离子体发电机原理的示意图，平行金属板间距为d，有足够的长度跟宽度，其间有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图，等离子体的流速为v，发电机等效内阻为r，负载电阻为R，等离子体从一侧沿着垂直磁场且与极板平行的方向射入极板间。已知电子电量为e，忽略金属板边缘效应，求
(1)打在上极板上的离子的带电性质；
(2)闭合开关后等离子发电机能提供的最大功率。
【答案】(1)正电；(2)
【详解】
(1)根据左手定则，正离子向上偏，负电子向下偏，打在上极板上的离子的带正电
(2)设电动势为E，依题意有
电动势为，感应电流为
发电机能提供的最大功率为
46．如图所示为磁流体发电机的原理图。金属板M、N之间的距离为d=20cm，磁场的磁感应强度大小为B=5T，方向垂直纸面向里。现将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，整体呈中性）从左侧喷射入磁场，发现在M、N两板间接入的额定功率为P=100W的灯泡正常发光，且此时灯泡电阻为R=100Ω，不计离子重力和发电机内阻，且认为离子均为一价离子：
(1)判断M、N两金属板哪端电势高，并求该发电机的电动势大小；
(2)试求等离子体从左侧喷入磁场时的速度大小；
(3)为使灯泡正常放光，需要每秒钟有多少个离子打在金属板N上。
【答案】(1)M电势高，100V；(2)100m/s；(3)
【详解】
(1)根据左手定则可知，射入的等离子体中正离子将向金属板M偏转，负离子将向金属板N偏转，因此金属板M电势高；设电源的输出电压为U，则
不考虑发电机的内阻，得
E=U=100V
(2)由
解得
v=100m/s
(3)每秒钟经过灯泡L的电荷量
Q=It
而
所以每秒钟打在金属板N上的离子个数为
47．磁流体发电是一种新型发电方式，图甲和图乙是其工作原理示意图图甲中的A、B是电阻可忽略的导体电极，两个电极间的间距为d极板面积为S这两个电极与负载电阻R相连。假设等离子体（高温下电离的气体；含有大量的正负带电粒子）垂直于磁场进入两极板间的速度均为v。整个发电装置处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向如图乙所示。
(1)请判断流过电阻R的电流方向?
(2)请推导该磁流体发电机电动势E的大小；
(3)若等离子体的平均电阻率为ρ，当开关闭合后，求AB两极间的电压大小。
【答案】(1)电流方向从a到b；(2)；(3)
【详解】
(1)根据左手定则可知，带正电的离子偏向Ａ板，则通过电阻R的电流方向从a到b；
(2)平衡时
(3)
等离子体的电阻

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