题目

如图是磁流体发电工作原理示意图。发电通道是个长方体，其中空部分的长、高、宽分别为、、，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻相连。发电通道处于匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图。发电通道内有电阻率为的高温等离子电离气体沿导管高速向右流动，运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。发电通道两端必须保持一定压强差，使得电离气体以不变的流速通过发电通道。不计电离气体所受的摩擦阻力。根据提供的信息完成下列问题： （1）判断发电机导体电极的正负极，求发电机的电动势E； （2）发电通道两端的压强差； （3）若负载电阻R阻值可以改变，当R减小时，电路中的电流会增大；但当R减小到R 0时，电流达到最大值(饱和值)Im；当R继续减小时，电流就不再增大，而保持不变。设变化过程中，发电通道内电离气体的电阻率保持不变。求R 0和Im。 答案：解：（1）（4分）发电机上导体电极为正极、下导体电极为负极。    （2分）         电机的电动势                              ① （2分） （2）（10分）外电路闭合后：               ②（2分） 发电通道内电离气体的等效电阻为            ③（2分） 等离子电离气体等效电流受到的安培力为                                            ④（2分） 等离子电离气体水平方向由平衡条件得                                   ⑤（2分） 联立①②③④⑤解得                ⑥（2分） 注：用能量守恒处理一样给分 （3）（4分）当所有进入发电机的等离子全都偏转到导体电极上形成电流时，电流达到最大值Im，                               ⑦ （2分） 联立②⑦解得                             （2分）

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