Question

18．為了測量某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計(jì)，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(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面固定有金屬板作為電極，污水充滿管道從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓，電壓為U，若用Q表示污水流量（單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積），下列說法中正確的是（　　）

• A． 若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高
• B． 前表面的電勢一定低于后表面的電勢，與哪種離子多少無關(guān)
• C． 污水中離子濃度越髙，電壓表的示數(shù)將越大
• D． 污水流量Q與U、b成正比，與a，c無關(guān)

Answer 1

分析 A、正負(fù)離子作定向移動(dòng)，受到洛倫茲力，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，打在前后表面上，正離子偏轉(zhuǎn)向哪一個(gè)表面，哪一個(gè)表面的電勢高．
C、前后表面上有正負(fù)離子，之間形成電場，最終正負(fù)離子會(huì)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．
D、根據(jù)正負(fù)離子會(huì)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(guān)即可知．

解答 解：A、污水中正離子較多，正負(fù)離子向右移動(dòng)，受到洛倫茲力，根據(jù)左手定則，正離子向后表面偏，負(fù)離子向前表面偏．所以前表面比后表面電勢低．故A錯(cuò)誤．
B、由A分析可知，前后面電勢的高低與污水中有何種離子多少無關(guān)，故B正確；   
C、根據(jù)Q=$\frac{cU}{B}$，則U=$\frac{QB}{c}$，電壓表的示數(shù)與磁感應(yīng)強(qiáng)度、流量Q以及流量計(jì)的示數(shù)大小有關(guān)，與離子濃度無關(guān)．故C錯(cuò)誤．
 D、最終正負(fù)離子會(huì)受到電場力、洛倫茲力處于平衡，有qE=qvB，即$\frac{U}$=vB．
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(guān)．故D錯(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)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(jì)中，正負(fù)離子受電場力和洛倫茲力平衡．