Question

為監(jiān)測(cè)某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管中安裝了如圖所示的流量計(jì)，該裝置由絕緣材料制成，長(zhǎng)寬高分別為a、b、c，左右兩端開口，在垂直于上下底面的方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬鋼板作電極，污水充滿管口，從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U，若用Q表示污水流量 （單位時(shí)間內(nèi)排出污水體積）．下列說法中不正確的是（　　）

• A、若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)低
• B、若污水中負(fù)離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)低
• C、污水中離子濃度越高電壓表示數(shù)將越大
• D、污水流量Q與U成正比，與a、b無關(guān)

Answer 1

分析：正負(fù)離子作定向移動(dòng)，受到洛倫茲力，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，打在前后表面上，正離子偏轉(zhuǎn)向哪一個(gè)表面，哪一個(gè)表面的電勢(shì)高；前后表面上有正負(fù)離子，之間形成電場(chǎng)，最終正負(fù)離子會(huì)受到電場(chǎng)力、洛倫茲力處于平衡，兩極板間形成穩(wěn)定的電勢(shì)差．確定電勢(shì)差與什么因素有關(guān)．通過離子速度的大小得出流量的大小，判斷與什么因素有關(guān)．

解答：解：AB、正負(fù)離子向右移動(dòng)，受到洛倫茲力，根據(jù)左手定則，正離子向后表面偏，負(fù)離子向前表面偏．所以前表面比后表面電勢(shì)低．故A、B正確．
CD、最終正負(fù)離子會(huì)受到電場(chǎng)力、洛倫茲力處于平衡，有qE=qvB，即

U

b

=vB，而污水的流量Q=vS=vbc=

Uc

B

，可知Q與U成正比，與a、b無關(guān)．因?yàn)?span id="fhzhz1m" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">Q=

Uc

B

，則U=

QB

c

，電壓表的示數(shù)與磁感應(yīng)強(qiáng)度、流量Q以及流量計(jì)的高有關(guān)，與離子濃度無關(guān)．故C錯(cuò)誤，D正確．
本題選錯(cuò)誤的，故選：C．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)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(jì)中，正負(fù)離子受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡．