问题
问答题
如图所示为实验用磁流体发电机原理图，两极间距d=20cm，磁场磁感应强度B=0.5T．若接入额定功率P=100W的灯泡，恰好正常发光，且灯泡L正常发光时的电阻R=100Ω，不计发电机内阻．求：
（1）打在下极板上的离子的带电性质；
（2）等离子体的流速大小；
（3）若等离子体均为带电量为e（e为原电荷）的离子，每秒钟打在极板上的离子数．
答案
（1）由左手定则知，正离子将打在下极板上，下极板带正电；
（2）灯泡的额定电压为U=
=PR
V=100V100×100
发电机的电动势E=U=100V
稳定时对离子由受力平衡知
q=qvBU d
所以V=
=U Bd
m/s=100m/s100 5×0.2
（3）I=
=U R
A=1A100 100
单位时间打在下极板的粒子数目为N=
=3.13×1011个I 2e
答：（1）打在下极板上的离子的带电性质为正；
（2）等离子体的流速大小为100m/s；
（3）若等离子体均为带电量为e（e为原电荷）的离子，每秒钟打在极板上的离子数为3.13×1011．