Question

【題目】磁流體發電機是一種把物體內能直接轉化為電能的低碳環保發電機，下圖為其原理示意圖，平行金屬板C、D間有勻強磁場，磁感應強度為B，將一束等離子體（高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負電的微粒）水平噴入磁場，兩金屬板間就產生電壓。定值電阻R0的阻值是滑動變阻器最大阻值的一半，與開關S串聯接在C、D兩端，已知兩金屬板間距離為d，噴入氣流的速度為v，磁流體發電機的電阻為r(R0<r< 2R0)。則滑動變阻器的滑片P由a端向b端滑動的過程中

A. 電阻R0消耗功率最大值為

B. 滑動變阻器消耗功率最大值為

C. 金屬板C為電源負極，D為電源正極

D. 發電機的輸出功率先增大后減小

Answer 1

【答案】ACD

【解析】試題分析：根據左手定則判斷板的極性，離子在運動過程中同時受電場力和洛倫茲力，二力平衡時兩板間的電壓穩定．

由題圖知當滑片P位于b端時，電路中電流最大，電阻消耗功率最大，其最大值為，故A正確；將定值電阻歸為電源內阻，由滑動變阻器的最大阻值，則當滑動變阻器連入電路的阻值最大時消耗功率最大，最大值為，故B錯誤；因等離子體噴入磁場后，由左手定則可知正離子向D板偏，負離子向C板偏，即金屬板C為電源負極，D為電源正極，C正確；等離子體穩定流動時，洛倫茲力與電場力平衡，即，所以電源電動勢為，又，所以滑片P由a向b端滑動時，外電路總電阻減小，期間某位置有，由電源輸出功率與外電阻關系可知，滑片P由a向b端滑動的過程中，發電機的輸出功率先增大后減小，故D正確．