复合场磁流体发电机
磁流体发电机的工作原理
磁流体发电机的工作原理
磁流体发电机的工作原理是利用磁流体的性质以及磁场的作用来产生电能。
具体原理如下：
1. 磁流体：磁流体是一种特殊的液体，在没有磁场作用时呈现液体的属性，但当有磁场作用时，磁流体会发生瞬间的磁液化，形成类似于固体的磁体性质。
2. 磁场：磁流体发电机中会设置一个磁场发生器，通过电流激励磁体，产生一个均匀的磁场。
这个磁场的强弱和方向可由激磁电流的大小和方向来控制。
3. 磁流体受力：当磁流体处于磁场中时，会受到磁力的作用。
磁力大小和方向取决于磁场的强度和磁流体的磁性。
当磁流体的磁性和磁场的强度相匹配时，磁流体会发生磁液化，形成固体状，并沿着磁场方向形成一条狭窄的磁通道。
4. 传导电流：磁流体中的电荷会随着磁流体的运动而发生分离，形成一个带电体流动的电流，即磁流体电流。
这个电流与磁通道方向一致，在整个磁通道内形成一个环形电流。
5. 产生电能：磁流体电流会在磁通道内形成一个环形电流环，这个环形电流会与磁场相互作用，产生一个电动势。
通过连接导线，就可以将产生的电动势输出为可用电能。
总结来说，磁流体发电机利用磁场作用于磁流体使其磁液化，
形成狭窄的磁通道。
通过磁流体的流动产生的电流与磁场相互作用，产生电动势，进而输出电能。
磁流体发电机是什么
磁流体发电机是什么
磁流体发电机是一种利用磁流体的特性来产生电能的装置。
磁流体是一种具有
特殊磁性质的流体，通过加载磁性颗粒或改变流体本身的结构，使其具有类似于固体磁性物质的性质。
在磁流体发电机中，磁流体被置于磁场中，并通过外部力或热能的作用使其产生运动，从而产生电能。
磁流体发电机的工作原理是基于磁体质和磁体力的相互作用。
当磁流体处于外
加磁场中时，磁力线将磁流体中的磁性颗粒排列成链状或类似于磁体的结构。
当外部力或热能作用于磁流体时，磁性颗粒会随着流体的运动而改变位置，从而改变磁体的形状和磁力线的分布。
这种磁体质发生变化会导致在磁体周围产生感应电动势，最终实现电能的输出。
磁流体发电机具有响应速度快、效率高、操作简单等优点。
由于磁流体的流动
能够直接受到外部力或热能的控制，可以实现电能的即时输出和调节，适用于需要快速响应和高效率的场合。
与传统的发电机相比，磁流体发电机无需复杂的机械传动系统，减少了能量的损耗，提高了系统的稳定性和可靠性。
磁流体发电机在各种领域都具有广阔的应用前景。
在航空航天、医疗设备、交
通运输等领域，磁流体发电机可以为设备提供可靠的电源支持；在水下探测、海洋资源开发等领域，磁流体发电机可以实现长时间、稳定的能量供给。
随着磁流体技术的不断发展，磁流体发电机将会在未来的能源领域发挥越来越重要的作用。
综上所述，磁流体发电机是利用磁流体的特性产生电能的装置，其工作原理基
于磁体质和磁体力的相互作用。
磁流体发电机具有快速响应、高效率、操作简单等优点，具有广泛的应用前景，是未来能源领域的重要发展方向之一。
磁流体发电机
设A、B平行金属板的面积为S，两极板间的距离为l，磁场磁感
应强度为B，等离子气体的电阻率为ρ，喷入气体的速度为v，
板外电阻为R.当正、负离子所受静电力和洛伦兹力平衡时，两
极板间达到的最大电势差为U(即电源电动势)，则q
U l
＝qvB，
即U＝Blv.
磁流体发电机
(4)电源内阻：r＝ρlS.
(5)回路电流：I＝r＋UR.
垂直磁场方向射入A、C两板之间，则稳定时下列说法中正确的是( BC) A.极板A是电源的正极
B.极板B是电源的正极
C.电源的电动势为Bdv
D.电源的电动势为Bqv
磁流体发电机
小结
创新微课
结构
磁流体发电机
原理
ห้องสมุดไป่ตู้
qU ＝qvB l
同学，下节再见
创新微课 现在开始
磁流体发电机
磁流体发电机
创新微课
磁流体发电机
(1)原理：等离子气体喷入磁场，正负离子在 洛伦兹力的作用下发生偏转而聚集在A、B板 上，产生电势差，它可以把离子的动能通过磁 场转化为电能.
(2)电源正、负极判断：根据左手定则可判断出图中的B是发电机的正极.
磁流体发电机
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(3)电源电动势U：
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磁流体发电机
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例题(多选)磁流体发电是一项新兴技术，它可把气体的内能直接转化为电
能，图是它的示意图，平行金属板A、C间有一很强的磁场，将一束等离
子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电离子)喷入磁场，两极板
间便产生电压，现将A、C两极板与电阻R相连，两极板间距离为d，正对
面积为S，等离子体的电阻率为ρ，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿
磁流体发电机原理
磁流体发电机原理
磁流体发电机是一种利用磁场和流体相互作用产生电能的设备。
它的工作原理基于磁力线激励了磁流体材料，使其形成一种特殊的流动行为。
磁流体是一种由微小的磁性颗粒悬浮在液体中形成的混合物。
这些磁性颗粒能够受到外部磁场的作用而聚集或是分散。
当磁场作用于磁流体时，颗粒会排列成链状结构，并在液体中形成粒子链。
磁流体发电机利用了这种特殊的流动行为。
它由一个磁体和一个容器组成，容器中装有磁流体。
当外部磁场作用于磁体时，磁流体中的磁性颗粒被激发，形成粒子链。
这些粒子链会随着流体的运动而发生变化，并在容器内产生电流。
具体来说，磁流体发电机通过液体的流动来产生电能。
当液体流过容器时，粒子链会随着流体的流动而改变形状和位置。
这种粒子链的变化会在绕组上产生感应电动势，从而产生电流。
这个电流可以用于供电或存储。
磁流体发电机具有易于控制和调节的优点。
通过控制磁场的强度和方向，可以调节磁流体中粒子链的形状和运动，从而控制电流的产生。
此外，磁流体发电机还可以适应不同的流体介质和操作条件，具有较高的灵活性和适应性。
总的来说，磁流体发电机利用磁场和流体相互作用，通过液体
的流动来产生电能。
它不仅具有高效、灵活的特点，而且可以应用于多种领域，如能量转换、环境保护和航天航空等。
磁流体发电机工作原理
磁流体发电机工作原理磁流体发电机是一种利用磁流体效应产生电力的装置，其工作原理主要基于磁流体在磁场中的行为和特性。
磁流体是一种特殊的液体，其内部悬浮着微小的磁性颗粒，当受到外部磁场作用时，这些颗粒会按照磁场的方向排列，从而产生一定的磁性和流动性。
磁流体发电机利用这一特性来转换磁能和流体动能为电能，是一种新型的高效能发电设备。
磁流体发电机的工作原理主要包括磁场作用、磁流体行为和电能转换三个方面。
首先，磁流体发电机通过外部电源产生一个稳定的磁场，这个磁场的方向和强度会直接影响磁流体内部颗粒的排列和运动。
其次，磁流体在磁场中会产生一定的磁性和流动性，这种特殊的行为使得磁流体具有了一种特殊的导电性和导热性，从而为电能转换提供了基础条件。
最后，磁流体发电机通过磁流体在磁场中的行为和特性，将磁能和流体动能转换为电能，从而实现了发电的功能。
在磁流体发电机中，磁场的作用是至关重要的。
磁场的方向和强度会直接影响磁流体内部颗粒的排列和运动，进而影响磁流体的导电性和导热性。
因此，磁流体发电机需要一个稳定且可控的磁场，以确保磁流体能够按照预期的方式进行运动和排列。
同时，磁流体的选择和制备也是非常重要的，不同类型和性质的磁流体对于磁流体发电机的性能和效率都会产生重要影响。
除了磁场的作用外，磁流体在磁场中的行为和特性也是磁流体发电机工作原理的关键。
磁流体的磁性和流动性使得其具有了一种特殊的导电性和导热性，这为电能转换提供了基础条件。
通过控制磁流体的流动和排列，可以有效地调节磁流体的导电和导热性，从而实现对电能转换过程的控制和调节。
最终，磁流体发电机通过磁流体在磁场中的行为和特性，将磁能和流体动能转换为电能。
这种转换过程是一个高效能的能量转换过程，可以实现对磁能和流体动能的充分利用，从而实现了发电的功能。
与传统的发电设备相比，磁流体发电机具有体积小、效率高、运行稳定等优点，因此在未来的发电领域有着广阔的应用前景。
总的来说，磁流体发电机的工作原理是基于磁流体在磁场中的行为和特性，通过控制磁场和磁流体的行为，将磁能和流体动能转换为电能。
磁流体发电机的原理和应用
磁流体发电机的原理和应用磁流体发电机是一种利用磁流体相互作用实现能量转换的发电机。
其原理是通过将磁流体引入电磁场中，利用磁流体在磁场中受到的力来驱动发电机转子转动，进而产生电能。
磁流体发电机具有结构简单、高效率、无摩擦等优点，广泛应用于航天、军事、能源等领域。
原理磁流体发电机的原理基于磁流体在磁场中的性质。
磁流体是一种特殊的物质，具有良好的导磁性和流变性。
当磁流体置于磁场中时，磁流体内部的微颗粒将受到磁场力的作用，形成排列。
通过改变磁场的方向和强度，可以控制磁流体微颗粒的排列，实现对磁流体的控制。
磁流体发电机通常由电磁铁、转子、定子和磁流体组成。
电磁铁产生磁场，将磁流体引入磁场内，磁流体受到磁场力的作用，驱动转子转动。
转子的运动通过机械结构与发电机相连，产生电能。
应用航天领域磁流体发电机在航天领域具有重要应用。
航天器在太空中运行时无法依靠传统燃料发电，而磁流体发电机可以通过磁流体在磁场中的相互作用产生电能，为航天器提供稳定的电源。
军事领域军事装备对电能的需求量大，且要求电能稳定可靠。
磁流体发电机具有高效率和稳定性，适合用于军事装备的电源系统，提高了作战效率和可靠性。
能源领域磁流体发电机可以利用可再生能源如风能、水能等驱动，将机械能转换为电能。
在能源领域应用磁流体发电机可以有效利用自然资源，减少对传统能源的依赖，保护环境。
结语磁流体发电机作为一种新型发电技术，具有广阔的应用前景。
在航天、军事、能源等领域发挥着重要作用，为人类社会发展做出了贡献。
随着技术的不断进步和创新，磁流体发电机将在未来得到更广泛的应用，并为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
磁流体发电机工作原理
磁流体发电机工作原理
磁流体发电机是一种利用磁流体产生电能的装置。
它的工作原理基于磁流体的特性和电磁感应定律。
磁流体是一种由微米级磁性颗粒悬浮在液体中的复合材料。
它具有两个关键特性：流动性和磁性。
流动性使得磁流体可以像普通液体一样流动，而磁性使得磁流体能被磁场操控。
磁流体发电机的核心部件是由一对磁流体环组成的转子。
这两个磁流体环通过轴连接在一起，可以自由旋转。
在外部的定子上布置有一对相对的电磁线圈，分别与磁流体环的上、下部分相对应。
电磁线圈中通有交流电。
当电磁线圈中通过电流时，会在磁流体环周围产生一个不断变化的磁场。
根据电磁感应定律，磁流体环中的磁流体颗粒会受到磁场的作用而发生运动。
由于磁流体的流动性质，磁流体环会随之旋转。
磁流体环的旋转运动会导致磁流体环上的磁流体颗粒随之变化位置。
当磁流体环上的磁流体颗粒发生变动时，会改变磁流体环的磁性质，从而影响到电磁线圈中的电流和磁场。
这种变动会进一步影响到磁流体环的运动，形成一种正反馈的循环。
通过这种循环过程，磁流体环会不断旋转，而电磁线圈中的交流电也会不断产生。
这样就实现了将机械能转化为电能的过程。
通过连接到电路系统中，可以将电能输出并供应给外部设备使用。
总的来说，磁流体发电机的工作原理是通过利用磁流体的流动性和磁性以及磁场和电流的相互作用，实现将机械能转化为电能的过程。
带电粒子在复合场中的运动典型例题解析
带电粒子在复合场中的运动·典型例题解析【例1】一带电量为＋q、质量为m的小球从倾角为θ的光滑的斜面上由静止开始下滑．斜面处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向如图16－83所示，求小球在斜面上滑行的速度范围和滑行的最大距离．【例2】空气电离后形成正负离子数相等、电性相反、呈现中性状态的等离子体，现有如图16－84所示的装置：P和Q为一对平行金属板，两板距离为d，内有磁感应强度为B的匀强磁场．此装置叫磁流体发电机．设等离子体垂直进入磁场，速度为v，电量为q，气体通过的横截面积(即PQ两板正对空间的横截面积)为S，等效内阻为r，负载电阻为R，求(1)磁流体发电机的电动势ε；(2)磁流体发电机的总功率P．【例3】如图16－85所示，在x轴上方有水平向左的匀强电场，电场强度为E，在x轴下方有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．正离子从M 点垂直磁场方向，以速度v射入磁场区域，从N点以垂直于x轴的方向进入电场区域，然后到达y轴上P点，若OP＝ON，则入射速度应多大？若正离子在磁场中运动时间为t1，在电场中运动时间为t2，则t1∶t2多大？【例4】如图16－86所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m、带电量是＋q，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在互相垂直，且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是E，磁感强度是B，小球与棒的摩擦系数为μ，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度．(设小球带电量不变)跟踪反馈1．如图16－87所示，一质量为m的带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中(电场竖直向下，磁场在水平方向)的竖直平面内作半径为R的匀速圆周运动，则这个液滴[ ] A．一定带正电，而且沿逆时针方向运动B．一定带负电，而且沿顺时针方向运动C．一定带负电，但绕行方向不能确定D．不能确定带电性质，也不能确定绕行方向2．图16－88中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场．已知从左方P点处以v水平射入的电子，穿过此区域未发生偏转，设重力可忽略不计，则在这区域中的E和B的方向可能是[ ] A．E和B都沿水平方向，并与v方向相同B．E和B都沿水平方向，并与v方向相反C．E竖直向上，B垂直纸面向外D．E竖直向上，B垂直纸面向里3．如图16－89所示，光滑的半圆形绝缘曲面半径为R，有一质量为m，带电量为q的带正电小球从与圆心等高的A位置由静止沿曲面下滑，整个装置处于匀强电场和匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，电场强度为E＝mg/q．则小球第二次经过最低点时对曲面的压力为多大？4．如图16－90所示，相互垂直的匀强电场和匀强磁场，其电场强度和磁感应强度分别为E 和B ，一个质量为m ，带正电量为q 的油滴，以水平速度v 0从a 点射入，经一段时间后运动到b ，试计算(1)油滴刚进入叠加场a 点时的加速度．(2)若到达b 点时，偏离入射方向的距离为d ，此时速度大小为多大？参考答案[]1 B 2ABC 36mg 2Bq Rg 4跟踪反馈．．．－．①－＋②＋a Bqv mg Eq m v v Eq mg dm==+00202()()。
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磁流体问题
1-（磁流体发电机）磁流体发电是一项新兴技术。
如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场。
图中虚线框部分相当于发电机。
把两个极板与用电器相连，则
A ．用电器中的电流方向从A 到B
B ．用电器中的电流方向从B 到A
C ．若只增强磁场，发电机的电动势增大
D ．若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大
2-如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d ，极
板面积为S ，这两个电极与可变电阻R 相连。
在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B 。
发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体，气体以速度v 向右流动，并通过专用管道导出。
由于运动的电离气
体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势。
若不计气体流动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消
耗的电功率2)v B d S P R R S ρd =+（。
调节可变电阻的阻值，根据上面的公式或你所学过的物理知识，可求得可变电阻R 消耗电功率的最大值为
A ．223v
B d S ρ B ．224v B d S ρ
C ．225v B d S ρ
D ．226v B d S
ρ
3-磁流体发电是一项新兴技术，如图是它的示意图。
相距为d 的两平行金属板P 、Q
之间有一个很强的磁场。
一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v 沿垂直于磁场的方向射入磁场，由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转，P 、Q 板上就会聚集电荷，从而在两板间产生电压。
若P 、Q 两板间的磁场、电场按匀强磁场、匀强电场处理，磁感应强度为B 。
（1）求这个发电机的电动势E ；
（2）发电机的输出端a 、b 间接有阻值为R 的电阻，发电机的内电阻为r 。
a ．在图示磁极配置的情况下，判断通过电阻R 的电流方向；
b ．计算通过电阻R 的电流大小I 。
4-由于受地球信风带和盛行西风带的影响，海洋中一部分海水做定向流动，称为风海流，风海流中蕴藏着巨大的动力资源。
因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随风海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中下的正、负离子发生偏转，便可用来发电。
如图为一利用风海流发电的磁流体发电机原理示意图，用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M 、N ，金属板长为a ，宽为b ，两板间的距离为d 。
将管道沿风海流方向固定在风海流中，在金属板之间加一水平匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向由南向北，用导线将M 、N 外侧连接电阻为R 的航标灯（图中未画出）。
工作时，海水从东向西流过管道，在两金属板之间形成电势差，可以对航标灯供电。
设管道内海水的流速处处相同，且速率恒为v ，海水的电阻率为，海水所受摩擦阻
力与流速成正比，比例系数为k 。
（1）求磁流体发电机电动势E 的大小，并判断M 、N 两板哪个板电势较高；
（2）由于管道内海水中有电流通过，磁场对管道内海水有力的作用，求此力的大小和方向； （3）求在t 时间内磁流体发电要消耗的总机械能。
等离子体
A
用
电器
B 等离子体
5-如图所示是磁流体发电机的原理图。
磁流体发电中所采用的导电流体一般是导电的气体，也可以是液态金属。
我们知道，常温下的气体是绝缘体，只有在很高的温度下，例如6000K 以上，才能电离，才能导电。
当这种气体到很高的速度通过磁场时，就可以实现具有工业应用价值的磁流体发电。
设平行金属板距离为d ，金属板长度为a ，宽度为b ，其间有匀强磁场，磁感应强度为B ，方向如图所示。
导电流体的流速为v ，电阻率为ρ。
负载电阻为R 。
导电流体从一侧沿垂直磁场且与极板平行的方向射入极板间。
（1）求该发电机产生的电动势。
（2）求负载R 上的电流I 。
（3）证明磁流体发电机的总功率P 与发电通道的体积成正比，与磁感应强度的平方成正比。
（4）为了使导电流体以恒定的速度v 通过磁场，发电通道两端
需保持一定的压强差△p 。
试计算△p 。
5-洋流又叫海流，指大洋表层海水常年大规模的沿一定方向较为稳
定的流动。
因为海水中含有大量的正、负离子，这些离子随海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转，便可用来发电。
6-图为利用海流发电的磁流体发电机原理示意图，其中的发电管道是长为L 、宽为d 、高为h 的矩形水平管道。
发电管道的上、下两面是绝缘板，南、北两侧面M 、N 是电阻可忽略的导体板。
两导体板与开关S 和定值电阻R 相连。
整个管道置于方向竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中。
为了简化问题，可以认为：开关闭合前后，海水在发电管道内以恒定速率v 朝正东方向流动，发电管道相当于电源，M 、N 两端相当于电源的正、负极，发电管道内海水的电阻为r （可视为电源内阻）。
管道内海水所受的摩擦阻力保持不变，大小为f 。
不计地磁场的影响。
（1）判断M 、N 两端哪端是电源的正极，并求出此发电装置产生的电动势；
（2）要保证发电管道中的海水以恒定的速度流动，发电管道进、出口两端要保持一定的压力差。
请推导当开关闭合后，发电管两端压力差F 与发电管道中海水的流速v 之间的关系；
（3）发电管道进、出口两端压力差F 的功率可视为该发电机的输入功率，定值电阻R 消耗的电功率与输入功率的比值可定义为该发电机的效率。
求开关闭合后，该发电机的效率η；在发电管道形状确定、海水的电阻r 、外电阻R 和管道内海水所受的摩擦阻力f 保持不变的情况下，要提高该发电机的效率，简述可采取的措施。
图10
7-如图，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道的长为L、宽度为d、高为h
，上下两面是绝
缘板，前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S和定值电阻R相连。
整个管道置于磁感应强度大小为B，方向沿z轴正方向的匀强磁场中。
管道内始终充满电阻率为ρ的导电液体（有大量的正、负离子），且开关闭合前后，液体在管道进、出口两端压强差的作用下，均以恒定速率v0沿x轴正向流动，液体所受的摩擦阻力不变。
（1）求开关闭合前，M、N两板间的电势差大小U0；
（2）求开关闭合前后，管道两端压强差的变化Δp；
（3）调整矩形管道的宽和高，但保持其它量和矩形管道的横截面S=dh不变，求电阻R可获得的最大功率P m及相应的宽高比d/h的值。
8-如图是磁流体发电工作原理示意图。
发电通道是个长方体，其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻R相连。
发电通道处于匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图。
发电通道内有电阻率为ρ的高温等离子电离气体沿
导管高速向右流动，运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。
发电通道两
端必须保持一定压强差，使得电离气体以不变的流速v通过发电通道。
不计电离
气体所受的摩擦阻力。
根据提供的信息完成下列问题：
（1）判断发电机导体电极的正负极，求发电机的电动势E；
（2）发电通道两端的压强差P
∆；
（3）若负载电阻R阻值可以改变，当R减小时，电路中的电流会增大；但当R减小到R0时，电流达到最大值(饱和值)I m；当R继续减小时，电流就不再增大，而保持不变。
设变化过程中，发电通道内电离气体的电阻率保持不变。
求R0和I m。
9-某种电磁泵的结构如图所示，把装有液态钠的矩形截面导管（导管是环形的，图中只画出其中一部分）水平放置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与导管垂直. 让电流I按如图方向横穿过液态钠且电流方向与B垂直. 设导管截面高为a，宽为b，导管有长为L的一部分置于磁场中. 由于磁场对液态钠的作用力使液态钠获得驱动力而不断沿管子向前推进. 整个系统是完全密封的. 只有金属钠本身在其中流动，其余的部件都是固定不动的.
（1）在图上标出液态钠受磁场驱动力的方向.
（2）假定在液态钠不流动的条件下，求导管横截面上由磁场驱动力所形
成的附加压强p与上述各量的关系式.
（3）设液态钠中每个自由电荷所带电量为q，单位体积内参与导电的自
由电荷数为n，求在横穿液态钠的电流I的电流方向上参与导电的
自由电荷定向移动的平均速率v0.。