Question

4．如图所示为磁流体发电机发电原理示意图，将一束等离子体（高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒）射入磁场，磁场中有两块金属板P、Q，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压，两金属板的板长为L₁，板间距离为L₂，匀强磁场的磁感应强度为B且平行于两金属板，等离子体充满两板间的空间，等离子体的初速度v与磁场方向垂直，当发电机稳定发电时，P板和Q板间电势差U_PQ为（　　）

• A． vBL₁
• B． vBL₂
• C． $\frac{vB{L}_{2}}{{L}_{1}}$
• D． $\frac{vB{L}_{1}}{{L}_{2}}$

Answer 1

分析 粒子射入磁场后，受洛仑兹力而偏转，根据左手定则判断偏转方向，在P、Q上聚结电荷后，产生附加电场，对粒子产生电场力，当电场力与洛仑兹力平衡时，电势差达到稳定值．

解答 解：当附加电场的电场力与洛仑兹力平衡时，电压达到最大，根据平衡条件，有：q$\frac{D}{{L}_{2}}$=qvB，
解得：U=vBL₂，故ACD错误，B正确；
故选：B

点评 本题考查磁流体发电机的工作原理，明确当附加电场的电场力与洛仑兹力平衡时，板间电压达到最大值，基础题目．