Question

4．電磁泵模型簡(jiǎn)化為一個(gè)長(zhǎng)方體，ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)₁，左右兩側(cè)面是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)₂的正方形，在泵頭通入導(dǎo)電劑后液體的電阻率為ρ，泵體所在處有方向垂直向外的磁場(chǎng)B，把泵體的上下兩表面接在電壓為U（內(nèi)阻不計(jì)）的電源上，理想電流表示數(shù)為I，若電磁泵和水面高度差為h，不計(jì)水在流動(dòng)中和管壁之間的阻力，重力加速度為g，則（　　）

• A． 泵體上表面應(yīng)接電源負(fù)極
• B． 電源提供的電功率為$\frac{{U}^{2}{L}_{1}}{ρ}$
• C． 增大液體的電阻率可獲得更大的抽液高度
• D． 在t時(shí)間內(nèi)抽取水的質(zhì)量為m，這部分水離開泵時(shí)的動(dòng)能為UIt-mgh-I²$\frac{ρ}{{L}_{1}}$t

Answer 1

分析 當(dāng)泵體中電流向下時(shí)，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正極時(shí)，電流從上向下流過(guò)泵體，這時(shí)受到的磁場(chǎng)力水平向左，拉動(dòng)液體，若上表面接電源的負(fù)極時(shí)，則不能拉動(dòng)液體；故A錯(cuò)誤；
B、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(guò)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B錯(cuò)誤；
C、若增大液體的電阻率，可以使電流減小，受到的磁場(chǎng)力減小，使抽液高度減小，故C錯(cuò)誤；
D、若t時(shí)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(shí)的動(dòng)能為E_K=UIt-mgh-I²$\frac{ρ}{{L}_{1}}$t，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 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，不難．