Question

14．如圖為某種電磁泵模型，泵體是長為L₁，寬與高均為L₂的長方體．泵體處在方向垂直向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，泵體的上下表面接電壓為U的電源（內(nèi)阻不計），理想電流表示數(shù)為I，若電磁泵和水面高度差為h，液體的電阻率為ρ，在t時間內(nèi)抽取液體的質(zhì)量為m，不計液體在流動中和管壁之間的阻力，取重力加速度為g．則（　　）

• A． 泵體上表面應(yīng)接電源負(fù)極
• B． 電磁泵對液體產(chǎn)生的推力大小為BIL₁
• C． 電源提供的電功率為$\frac{{U}^{2}{L}_{1}}{ρ}$
• D． 質(zhì)量為m的液體離開泵時的動能為UIt-mgh-I²$\frac{ρ}{{L}_{1}}$t

Answer 1

分析 當(dāng)泵體中電流向下時，安培力向左，故液體被抽出；根據(jù)電阻定律和歐姆定律列式求解電流表達(dá)式分析，根據(jù)安培力公式分析安培力大小情況．

解答 解：A、當(dāng)泵體上表面接電源的負(fù)極時，電流從下向上流過泵體，這時受到的磁場力水平向右，不會拉動液體；故A錯誤；
B、根據(jù)安培力公式F=BIL₂，故B錯誤；
C、根據(jù)電阻定律，泵體內(nèi)液體的電阻：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ×$\frac{{L}_{2}}{{L}_{1}{L}_{2}}$=$\frac{ρ}{{L}_{1}}$；
因此流過泵體的電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{U{L}_{1}}{ρ}$，那么液體消耗的電功率為P=$\frac{{U}^{2}{L}_{1}}{ρ}$，而電源提供的電功率為UI，故C錯誤；
D、若t時間內(nèi)抽取水的質(zhì)量為m，根據(jù)能量守恒定律，則這部分水離開泵時的動能為E_K=UIt-mgh-I² $\frac{ρ}{{L}_{1}}$t，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵是明確電磁泵的工作原理，要能夠結(jié)合歐姆定律、電阻定律、安培力公式分析抽液高度的影響因素．