Question

4．電磁流量計原理可解釋為：如圖所示，一圓形導管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導電的液體向左流動．導電液體中的自由電荷（正負離子）在洛倫茲力作用下縱向偏轉，a、b間出現電勢差U．當自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的電勢差就保持穩定．由以上數據求單位時間內流過圓形導管的液體體積（即流量Q）．

Answer 1

分析 導電液體中的正負離子在洛倫茲力的作用下發生偏轉，在上下兩端間形成電勢差，根據左手定則來確定洛倫茲力方向，從而確定電勢的高低，最終離子受電場力和洛倫茲力處于平衡，根據平衡求出離子的速度，再根據Q=vS求出導電液體的流量．

解答 解：對離子有：qvB=q$\frac{U}p9vv5xb5$，解得v=$\frac{U}{Bd}$．
流量等于單位時間流過液體的體積，有Q=vS=$\frac{U}{Bd}$π（$\fracp9vv5xb5{2}$）²=$\frac{πdU}{4B}$．
答：單位時間內流過圓形導管的液體體積$\frac{πdU}{4B}$．

點評 解決本題的關鍵理解最終離子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡，根據平衡求出離子的流動的速度，從而得出流速，同時注意左手定則與右手定則的區別．