Question

如图所示为磁流体发电机的示意图．在距离为d的两平行金属板间，有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．左侧有高速运动的等离子体（含有相等数量的正、负离子）射入其间，设每个离子所带的电量为q，射入速度为V，重力不计，离子在洛仑兹力的作用下发生偏转，分别聚集在M、N板上，使该装置成为一个电源，则此发电机的电动势为

Bvd

．当闭合开关K时通过R的电流方向为

向下

 （填“向上”或“向下”）

Answer 1

分析：该模型为磁流体发电机模型，等离子体受到洛伦兹力发生偏转，在两极板间形成电势差，最终等离子体受电场力和洛伦兹力处于平衡，根据平衡求出发电机的电动势，根据极板带电的正负判断电流的流向．

解答：解：当等离子体受电场力和洛伦兹力处于平衡时，有：q

E

d

=qvB．则电动势E=Bvd．正电荷向上偏，负电荷向下偏，最终上极板带正电，下极板带负电，则闭合开关K时通过R的电流方向为：向下．
故答案为：Bvd，向下．

点评：解决本题的关键会根据左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道最终等离子体受电场力和洛伦兹力处于平衡．