求解磁流体发电机电动势的几种思路

磁流体发电技能是当前世界正在研讨的磁钢 新式技能，它可以把气体内能直接转化为电能。如图1所示为磁流体发电机示意图，匀强磁场磁感应强度为b，平行金属板m、n相距d，将一束等离子体（高温下电离吸铁磁 的气体，富含大量带正电和负电的微粒）喷射入磁场：

为研讨疑问便利，设等离子体垂直进入磁场的速度不变恒为v，所带磁铁电量为q，离子通道的横截面积为s，等效电阻为r，外接负载电阻为r，试求：发电机的电动势e=？

探求思路1：由动态平衡的完成进程剖析求解

等离子体受洛伦兹力效果，使m、n板别离聚集正、负电荷，跟着电荷的堆集，通道中离子受电场力增大，直至f电=f洛：m、n板间便有了稳定电压（如图2所示）。

当外电路断开时：

探求思路2：由对导体棒切开磁感线发生动生电动势类推剖析求解

将等离子体等效成一根根长为d的流体导棒（如图3所示），以速度v在两导轨上匀速滑动：

由法拉第电磁感应定律可推得：e=bdv

探求思路3：由电动势的概念剖析求解

m、n板间正离子在外电路闭合并处于动态平衡时（如图4所示）：

在非静电力——洛伦兹力重量fy洛方向上向m板移动。据电动势概念：“电动势等于非静电力把单位正电荷在电源内电路从负极移送到正极所做的功。”

即： 

探求思路4：由功用联系剖析求解

为使等离子体以稳定速度v经过磁场通道，有必要施加外在压力，即：使通道两端保持一定的压强差△p（设此发电机电动势为e）：

由受力平衡： ①

由功用联系： w外=e电即：②

别离在由①、②式表达出：△p：

经化简：e=bdv

笔者以为在高中物理学习期间：强化对物理概念的了解、对物理模型的构建、对等效思维的迁移、对进程功用联系的剖析会进一步协助学生加深对所学知识的了解，从而能举一反三，真实让学生学会物理学习。

作者：东阳市卓越电磁材料厂

网址：http://www.zy-magnet.com/

关键词：磁钢，磁铁，吸铁磁