Question

磁流体发电机，又叫等离子体发电机，下图中的燃烧室在3 000 K的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1 000 m/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，磁感应强度为6 T．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＝50 cm，宽b＝20 cm，高d＝20 cm.等离子体的电阻率ρ＝2 Ω·m.判断中正确的是(  )

A. 因不知道高速等离子体为几价离子，故发电机的电动势不能确定

B. 发电机的电动势为1 200 V

C. 当外接电阻为8 Ω时，发电机效率最高

D. 当外接电阻为4 Ω时，发电机输出功率最大

Answer

BD

【解析】由等离子体所受的电场力和洛伦兹力平衡得： 则得发电机的电动势为：E=Bdv=6×0.2×1000V=1200V．故B正确．由上知，发电机的电动势与高速等离子体的电荷量无关，即与离子的化合价无关，由E=Bdv能求电动势．故A错误．发动机的内阻为： ; 发动机的效率为： ，可知外电阻R越大，效率超高，则当外接电阻为8Ω时，发电机的效率不是最高．故C错误．当电源的内外电阻相等时输出功率最大，此时外电阻为 R=r=4Ω，故D正确．故选BD.

点睛：本题是磁流体发电机问题，要理解并掌握其工作原理，知道最终等离子体所受的电场力和洛伦兹力平衡，由此求电动势．要注意的是在求内阻时，不能这样列式： .