求解磁流體發(fā)電機電動勢的幾種思路

磁流體發(fā)電技能是當前世界正在研討的磁鋼 新式技能，它可以把氣體內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能。如圖1所示為磁流體發(fā)電機示意圖，勻強磁場磁感應強度為b，平行金屬板m、n相距d，將一束等離子體（高溫下電離吸鐵磁 的氣體，富含大量帶正電和負電的微粒）噴射入磁場：

為研討疑問便利，設等離子體垂直進入磁場的速度不變恒為v，所帶磁鐵電量為q，離子通道的橫截面積為s，等效電阻為r，外接負載電阻為r，試求：發(fā)電機的電動勢e=？

探求思路1：由動態(tài)平衡的完成進程剖析求解

等離子體受洛倫茲力效果，使m、n板別離聚集正、負電荷，跟著電荷的堆集，通道中離子受電場力增大，直至f電=f洛：m、n板間便有了穩(wěn)定電壓（如圖2所示）。

當外電路斷開時：

探求思路2：由對導體棒切開磁感線發(fā)生動生電動勢類推剖析求解

將等離子體等效成一根根長為d的流體導棒（如圖3所示），以速度v在兩導軌上勻速滑動：

由法拉第電磁感應定律可推得：e=bdv

探求思路3：由電動勢的概念剖析求解

m、n板間正離子在外電路閉合并處于動態(tài)平衡時（如圖4所示）：

在非靜電力——洛倫茲力重量fy洛方向上向m板移動。據(jù)電動勢概念：“電動勢等于非靜電力把單位正電荷在電源內(nèi)電路從負極移送到正極所做的功?！?

即： 

探求思路4：由功用聯(lián)系剖析求解

為使等離子體以穩(wěn)定速度v經(jīng)過磁場通道，有必要施加外在壓力，即：使通道兩端保持一定的壓強差△p（設此發(fā)電機電動勢為e）：

由受力平衡： ①

由功用聯(lián)系： w外=e電即：②

別離在由①、②式表達出：△p：

經(jīng)化簡：e=bdv

筆者以為在高中物理學習期間：強化對物理概念的了解、對物理模型的構建、對等效思維的遷移、對進程功用聯(lián)系的剖析會進一步協(xié)助學生加深對所學知識的了解，從而能舉一反三，真實讓學生學會物理學習。

作者：東陽市卓越電磁材料廠

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關鍵詞：磁鋼，磁鐵，吸鐵磁