Question

磁流體發電是一項新興技術．如圖所示，平行金屬板之間有一個很強的磁場，將一束含有大量正、負帶電粒子的等離子體，沿圖中所示方向噴入磁場．圖中虛線框部分相當于發電機．把兩個極板與用電器相連，則（　　）

A．用電器中的電流方向從A到B

B．用電器中的電流方向從B到A

C．若只增強磁場，發電機的電動勢增大

D．若只增大噴入粒子的速度，發電機的電動勢增大

Answer 1

分析：本題的關鍵是動態分析過程，先根據左手定則判斷出正離子（或負離子）受到的洛倫茲力方向，從而判斷出金屬板電勢的高低，進一步分析離子除受洛倫茲力外還受到電場力，最終二者達到平衡，得出結論．

解答：解：首先對等離子體進行動態分析：開始時由左手定則判斷正離子所受洛倫茲力方向向上（負離子所受洛倫茲力方向向下），則正離子向上板聚集，負離子則向下板聚集，兩板間產生了電勢差，即金屬板變為一電源，且上板為正極下板為負極，所以通過用電器的電流方向從A到B，故A正確B錯誤；
此后的正離子除受到向上的洛倫茲力f外還受到向下的電場力F，最終兩力達到平衡，即最終等離子體將勻速通過磁場區域，因f=qvB，F=q

E

d

，則qvB=q

E

d

，解得E=Bdv，所以電動勢E與速度v及磁場B成正比，所以C、D正確．
故選ACD．

點評：正確受力分析和運動過程分析是解決動力學問題的關鍵，先根據左手定則判斷等離子體的正離子（或負離子）所受洛倫茲力的方向，從而知道金屬板的電勢高低，進一步受力分析結合牛頓第二定律可得出最終等離子體做勻速直線運動，根據洛倫茲力等于電場力即可得出結論．