Question

17．為檢測某化工廠的污水排放量，技術人員在該廠的排污管末端安裝了電磁流量計．如圖所示，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口．在垂直于上下底面方向加磁感應強度大小為B的勻強磁場，在前后兩個內側面分別固定有金屬板電極（圖中未畫出）．當污水布滿管口從左向右流經該裝置時，理想電壓表將顯示兩個電極間的電壓U．下列說法中正確的是（　�。�

• A． 前側的金屬板為正極，后側的金屬板為負極
• B． 污水中的正、負離子含量越多，電極間的電壓U越高
• C． 污水的流動速度為$\frac{U}{aB}$
• D． 污水的流量為$\frac{Uc}{B}$

Answer 1

分析 A、正負離子作定向移動，受到洛倫茲力，發(fā)生偏轉，打在前后表面上，正離子偏轉向哪一個表面，哪一個表面的電勢高．
BC、根據正負離子會受到電場力、洛倫茲力平衡，求出電壓表所測的電壓與什么因素有關即可知．
D、前后表面上有正負離子，之間形成電場，最終正負離子會受到電場力、洛倫茲力處于平衡，兩極板間形成穩(wěn)定的電勢差．

解答 解：A、正負離子向右移動，受到洛倫茲力，根據左手定則，正離子向后表面偏，負離子向前表面偏．所以前表面比后表面電勢低．故A錯誤．
BC、最終正負離子會受到電場力、洛倫茲力處于平衡，有qE=qvB，即$\frac{U}$=vB．那么v=$\frac{U}{bB}$，
而污水流量Q=vbc=$\frac{U}{bB}$bc=$\frac{cU}{B}$，可知Q與U成正比，與a、b無關，故BC錯誤．
D、根據公式Q=$\frac{cU}{B}$，則U=$\frac{QB}{c}$，電壓表的示數與磁感應強度、流量Q以及流量計的高有關，與離子濃度無關．故D正確．
故選：D．

點評 解決本題的關鍵掌握左手定則判定洛倫茲力的方向，以及知道在電磁流量計中，正負離子受電場力和洛倫茲力平衡．