Question

2．為監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如圖所示的流量計．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作為電極與電壓表相連．污水充滿管口從左向右流經該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓U．若用Q表示污水流量（單位時間內排出的污水體積），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． 若污水中負離子較多，則前表面比后表面電勢高
• C． 電壓表的示數與污水中離子濃度無關
• D． 污水流量Q與U成正比，與a、b無關

Answer 1

分析 A、正負離子作定向移動，受到洛倫茲力，發生偏轉，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．
C、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，兩極板間形成穩定的電勢差，即可求解．

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、B錯誤．
C、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C正確．
D、最終正負離子會受到電場力、洛倫茲力處于平衡，有qE=qvB，即$\frac{U}{b}$=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，故D正確．
故選：CD．

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．