Question

如圖所示的磁流量計(jì)示意圖．在非磁性材料做成的圓管道外加一勻強(qiáng)磁場時(shí)，小燈光就會(huì)發(fā)光．如果導(dǎo)電液體流過磁場區(qū)域能使額定電壓為U=3.0V的小燈泡正常發(fā)光．已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20T，圓管的直徑d=0.10m，導(dǎo)電液體的電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)電液體充滿圓管流過，則管中液體流量的表達(dá)式Q=

πdU

4B

，其數(shù)值為

1.2

m/s（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析：導(dǎo)電液體流過磁場區(qū)域時(shí)，正負(fù)電荷受到洛倫茲力，發(fā)生偏轉(zhuǎn)打到上下兩個(gè)表面上，上下兩個(gè)表面之間形成電場，最終正負(fù)電荷在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡，根據(jù)受力平衡求出電荷的速度，再根據(jù)Q=vS求出流量．

解答：解：導(dǎo)電液體流過磁場區(qū)域時(shí)，正負(fù)電荷受到洛倫茲力，a、b兩個(gè)表面積累電荷，形成電場，最終正負(fù)電荷在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡，有
  qvB=q

U

d

，則：v=

U

Bd

則液體流量的表達(dá)式Q=

V

t

=vS=

U

Bd

?

πd2

4

=

πdU

4B

將d=0.10m，U=3.0V，B=0.20T，代入解得Q=1.2m³/s
故答案為：

πdU

4B

；1.2．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道導(dǎo)電液體流過磁場區(qū)域時(shí)，正負(fù)電荷受到洛倫茲力，發(fā)生偏轉(zhuǎn)打到上下兩個(gè)面上，上下兩個(gè)面之間形成電場，最終正負(fù)電荷在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡．