Question

【題目】如圖所示為等離子體發電機原理的示意圖，平行金屬板間距為d，有足夠的長度跟寬度，其間有勻強磁場，磁感應強度為B，方向如圖，等離子體的流速為v，發電機等效內阻為r，負載電阻為R，等離子體從一側沿著垂直磁場且與極板平行的方向射入極板間．已知電子電量為e，忽略金屬板邊緣效應，求：

（1）打在上極板上的離子的帶電性質；
（2）閉合開關后等離子發電機能提供的最大功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：根據左手定則，正離子向上偏，負電子向下偏，打在上極板上的離子的帶正電；

答：打在上極板上的離子的帶正電；

（2）解：設電動勢為E，依題意有：

Bqv= q

電動勢為：

E=Bdv

I= =

發電機能提供的最大功率為：

P=IE= ；

答：閉合開關后等離子發電機能提供的最大功率 ；

【解析】（1）根據左手定則判定粒子受力，從而判定下極板帶電性；（2）根據離子由受力平衡知 q=qvB求解流速，再依據感應電動勢，及閉合電路歐姆定律與功率表達式，即可求解