求解磁流體發電機電動勢的幾種思路

磁流體發電技能是當前世界正在研討的磁鋼 新式技能，它可以把氣體內能直接轉化為電能。如圖1所示為磁流體發電機示意圖，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：發電機的電動勢e=？

探求思路1：由動態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。據電動勢概念：“電動勢等于非靜電力把單位正電荷在電源內電路從負極移送到正極所做的功。”

即： 

探求思路4：由功用聯系剖析求解

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

由受力平衡： ①

由功用聯系： w外=e電即：②

別離在由①、②式表達出：△p：

經化簡：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、對進程功用聯系的剖析會進一步協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

網址：http://www.hhscdc.org/

關鍵詞：磁鋼，磁鐵，吸鐵磁