Question

18．為了監(jiān)測(cè)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(zhǎng)、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)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別用固定金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，理想電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U，若用Q表示污水流量（單位時(shí)間內(nèi)排出污水的體積），下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

• A． 水速一定時(shí)污水中離子濃度越高電壓表的示數(shù)將越大
• B． 水速一定時(shí)污水中離子濃度越高電壓表的示數(shù)將越小
• C． 污水流量Q=c$\frac{U}{B}$
• D． 污水流量Q=bc$\frac{U}{B}$

Answer 1

分析 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(shì)高；前后表面上有正負(fù)離子，之間形成電場(chǎng)，最終正負(fù)離子會(huì)受到電場(chǎng)力、洛倫茲力處于平衡，兩極板間形成穩(wěn)定的電勢(shì)差．確定電勢(shì)差與什么因素有關(guān)．通過(guò)離子速度的大小得出流量的大小，判斷與什么因素有關(guān)．

解答 解：最終正負(fù)離子會(huì)受到電場(chǎng)力、洛倫茲力處于平衡，有qE=qvB，即$\frac{U}$=vB，
而污水的流量Q=vS=vbc=$\frac{cU}{B}$，可知Q與U成正比，與a、b無(wú)關(guān)．
因?yàn)镼=$\frac{cU}{B}$，則U=$\frac{BQ}{c}$，電壓表的示數(shù)與磁感應(yīng)強(qiáng)度、流量Q以及流量計(jì)的高低有關(guān)，與離子濃度無(wú)關(guān)．故ABD錯(cuò)誤，C正確．
故選：C．

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(chǎng)力和洛倫茲力平衡．