Question

（2009?宜昌模擬）某制藥廠的污水處理站的管道中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(chǎng)，在前后兩個(gè)面的內(nèi)側(cè)固定有金屬板作為電極，當(dāng)含有大量正負(fù)離子（其重力不計(jì)）的污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，利用電壓表所顯示的兩個(gè)電極間的電壓U，就可測(cè)出污水流量Q（單位時(shí)間內(nèi)流出的污水體積）．則下列說法正確的是（　　）

A．后表面的電勢(shì)一定高于前表面的電勢(shì)

B．電勢(shì)差U與b、c有關(guān)，與a無關(guān)

C．流量Q越大，兩個(gè)電極間的電壓U越大

D．污水中離子數(shù)越多，兩個(gè)電極間的電壓U越大

Answer 1

分析：正負(fù)離子流過時(shí)，會(huì)受到洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，打在前后表面上，通過電荷的正負(fù)判斷電勢(shì)的高度．最終正負(fù)離子受電場(chǎng)力和洛倫茲力處于平衡，根據(jù)平衡關(guān)系求出流量和電壓U的關(guān)系．

解答：解：A、根據(jù)左手定則，知正離子向后表面偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子向前表面偏轉(zhuǎn)，則后表面的電勢(shì)一定高于前表面的電勢(shì)．故A正確．
B、最終離子受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，有：qvB=q

U

b

，則電勢(shì)差U=vBb，與a、c無關(guān)．故B錯(cuò)誤．
C、根據(jù)qvB=q

U

b

，知v=

U

Bb

，則流量Q=vS=vbc=

Uc

B

知流量越大，兩個(gè)電極間的電壓U越大，與正負(fù)離子的數(shù)目無關(guān)．故C正確，D錯(cuò)誤．
故選AC．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判斷洛倫茲力的方向，以及知道最終離子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下處于平衡．