- 二一组卷

题型：解答题题类：难易度：困难

浙江省新阵地教育联盟2024-2025学年高三上学期第一次联考物理试卷

如图所示是磁流体发电机的简易模型图，其发电通道是一个足够长的长方体空腔，长、高、宽分别为l、a、b。前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两个电极通过开关与可变电阻连成闭合电路，整个发电通道处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，方向垂直前侧面向里，高温的等量正负等离子以不变的速率v水平从左侧面向右喷入发电通道内，忽略等离子体的重力、相互作用力、与通道间的阻力及其他因素。

（1）、开关断开的情况下，求稳定后：①上下极板的电动势大小，②比较上下极板的的电势高低；

（2）、开关闭合，可变电阻接入电阻为R，考虑理想的状态，整个闭合电路中就会产生恒定的电流，要使等离子体以不变的速率v通过发电通道，发电通道左右两端必须存在稳定的压强差 $\text{[math]}$ ，不计其它损耗，高温等离子体电阻率为 $\text{[math]}$ ，计算压强差 $\text{[math]}$ ；

（3）、实际情况下，输出电流与等离子体的数密度、速度、质量、电量等有关，如果质量为m、带电量为+q、单位体积内个数为n的粒子和质量为m、带电量为 $\text{[math]}$ 、单位体积内个数为n的粒子，均以速度v、沿着与板面平行的方向射入两板间。其磁感应强度B满足 $\text{[math]}$ 。若以U表示发电机两极板间的电压，求输出电流I与U的关系。（此小题可变电阻阻值R不可用）

举一反三

用如图所示装置作为推进器加速带电粒子。装置左侧部分由两块间距为d的平行金属板M、N组成，两板间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。使大量电荷量绝对值均为q₀的正、负离子从左侧以速度v₀水平入射，可以给右侧平行板电容器PQ供电。靠近Q板处有一放射源S可释放初速度为0、质量为m、电荷量绝对值为q的粒子，粒子被加速后从S正上方的孔喷出P板，喷出的速度大小为v。下列说法正确的是（　　）

如图所示为磁流体发电机的原理图，将一束等离子体（带有等量正、负离子的高速离子流）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。如果等离子体速度为v，两金属板间距离d，板的正对面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与速度方向垂直，负载电阻为R。当发电机稳定发电时，电路中有电动势。两块金属板A、B间也有电阻，理想电流表A的电流为I，下列说法正确的是（　　）

关于甲乙丙丁四个图示，下列说明正确的是（　　）

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