Question

為了利用海洋資源，海洋工作者有時(shí)根據(jù)水流切割地磁場(chǎng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來測(cè)量水的流速．假設(shè)海洋某地磁場(chǎng)的豎直分量為B=0.5×10^-4T，水流是南北流向．如圖所示將兩個(gè)極豎直插入此處海水中，且保持兩電極的連線垂直水流方向．若兩相距L=20m，兩個(gè)電極浸入水中的深度為0.6m，與兩電極相連的靈敏電壓表（可以看成理想電表）的讀數(shù)為U=3mV，則海水的流速大小為（　　）

A．2.83m/s

B．3m/s

C．50m/s

D．100m/s

Answer 1

分析：海水向北流動(dòng)時(shí)，海水中的正負(fù)離子向北流動(dòng)，正負(fù)粒子受到洛倫茲力作用而向東西方向偏轉(zhuǎn)，打在兩極板上，在兩極板間形成電場(chǎng)，最終正負(fù)離子受電場(chǎng)力和洛倫茲力合力為零時(shí)，兩極板間電壓不變，根據(jù)平衡平衡條件求出水的流速．

解答：解：海水中的正負(fù)粒子在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，聚集在兩極板上，在兩極板間形成電場(chǎng)，
當(dāng)粒子受到的洛倫茲力與電場(chǎng)力合力為零時(shí)，兩板間電壓不變，由平衡條件得：
qvB=q

U

L

，則海水的流速v=

U

BL

=

3×10-3V

0.5×10-4T×20m

m/s=3m/s，故B正確；
故選B．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道海水向北流動(dòng)時(shí)，正負(fù)離子向北流動(dòng)，受到洛倫茲力向東西方向偏轉(zhuǎn)，打在兩極板上，在兩極板間形成電場(chǎng)，最終正負(fù)離子受電場(chǎng)力和洛倫茲力處于平衡．