Question

20．醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時，利用電磁血流計來監(jiān)測通過動脈的血流速度，電磁血流計由一對電極a和b以及磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場是均勻的．使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖所示．由于血液中的正負離子隨血流一起在磁場中運動，電極a、b之間會有微小電勢差．在達到平衡時，血管內(nèi)部的電場可看作是勻強電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零．在某次監(jiān)測中，兩觸點的距離為3.0mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點間的電勢差為240?V，磁感應(yīng)強度的大小為0.040T．則血流速度和電極a、b的正負為（　�。�

• A． 2m/s，a正、b負
• B． 4m/s，a正、b負
• C． 2m/s，a負、b正
• D． 4m/s，a負、b正

Answer 1

分析 血液中正負離子流動時，會受到洛倫茲力，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，正離子往哪一個電極偏轉(zhuǎn)，哪一個電極帶正電．電極a、b之間會有微小電勢差．在達到平衡時，血管內(nèi)部的電場可看作是勻強電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零．根據(jù)平衡可求出血流速度．

解答 解：血液中正負離子流動時，根據(jù)左手定則，正離子受到向下的洛倫茲力，負離子受到向上的洛倫茲力，所以正離子向下偏，負離子向上偏．則a帶負電，b帶正電．最終血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零，有q$\frac{U}5gc5ueg$=qvB，所以v=$\frac{U}{Bd}$=$\frac{240×1{0}^{-6}}{0.04×3×1{0}^{-3}}$m/s=2m/s．故C正確，ABD錯誤．
故選：C．

點評 解決本題的關(guān)鍵正握左手定則判定洛倫茲力的方向，以及知道最終正負離子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡，前后表面形成穩(wěn)定的電勢差．