13.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí),利用電磁血流計(jì)來監(jiān)測通過動脈的血流速度.電磁血流計(jì)由一對電極a和b以及磁極N和S構(gòu)成,磁極間的磁場是均勻的.使用時(shí),兩電極a、b均與血管壁接觸,兩觸點(diǎn)的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直,如圖所示.由于血液中的正負(fù)離子隨血液一起在磁場中運(yùn)動,電極a、b之間會有微小電勢差.在達(dá)到平衡時(shí),血管內(nèi)部的電場可看做是勻強(qiáng)電場,血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零.在某次監(jiān)測中,兩觸點(diǎn)間的距離為3.0mm,血管壁的厚度可忽略,兩觸點(diǎn)間的電勢差為160 μV,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040T.求:
(1)判斷電極a、b的正負(fù)(直接寫結(jié)論)
(2)血流速度的近似值.

分析 (1)血液中正負(fù)離子流動時(shí),會受到洛倫茲力,發(fā)生偏轉(zhuǎn),正離子往哪一個(gè)電極偏轉(zhuǎn),哪一個(gè)電極帶正電;
(2)電極a、b之間會有微小電勢差,在達(dá)到平衡時(shí),血管內(nèi)部的電場可看作是勻強(qiáng)電場,血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零.根據(jù)平衡可求出血流速度.

解答 解:(1)血液中正負(fù)離子流動時(shí),根據(jù)左手定則,正離子受到向上的洛倫茲力,負(fù)離子受到向下的洛倫茲力,
所以正離子向上偏,負(fù)離子向下偏.則a帶正電,b帶負(fù)電.
(2)因最終血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零,則有q$\frac{U}djmhb90$=qvB,
所以v=$\frac{U}{Bd}$=$\frac{160×1{0}^{-6}}{0.040×3×1{0}^{-3}}$m/s=1.3m/s.
答:(1)a帶正電,b帶負(fù)電;
(2)血流速度的近似值為1.3 m/s.

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵正握左手定則判定洛倫茲力的方向,以及知道最終正負(fù)離子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡,前后表面形成穩(wěn)定的電勢差.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.如圖所示的電路中,電源電動勢為12V,內(nèi)阻為2Ω,四個(gè)電阻的阻值已在圖中標(biāo)出,閉合開關(guān)S,下列說法正確的有( 。
A.路端電壓U=10V
B.電源的總功率P=10W
C.a、b間電壓Uab=5V
D.a、b間用導(dǎo)線連接后,電路的總電流I=1A

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

6.如圖所示,輕彈簧的一端固定,另一端與質(zhì)量為m=0.5kg的滑塊B相連,B靜止在水平木板上,彈簧處在原長狀態(tài).另一質(zhì)量與B相同的滑塊A,從導(dǎo)軌上的P點(diǎn)以初速度v0=6m/s向B滑行,當(dāng)A滑過距離l1=4m時(shí),與B相碰,碰撞時(shí)間極短,碰后A、B緊貼在一起運(yùn)動壓縮彈簧.已知滑塊A和B與木板的動摩擦因數(shù)都為μ=0.25,運(yùn)動過程中彈簧在彈性限度內(nèi)且最大形變量為l2=0.1m,g取10m/s2
求:①滑塊A與滑塊B碰撞前瞬間的速度;
②彈簧被壓縮時(shí)彈性勢能的最大值.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.如圖,在光滑的水平面上,推力F大小為10N,木塊A的質(zhì)量為3kg,木塊B的質(zhì)量為2kg,在推力F的作用下,A,B從靜止開始一起向右做勻加速直線運(yùn)動,求:
(1)第3s末,A,B的速度大;
(2)A與B之間的相互作用力的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

8.如圖所示,質(zhì)量為10kg的木塊置于動摩擦因數(shù)μ=0.2的粗糙水平面上,在水平拉力F的作用下以4m/s2的加速度由靜止開始運(yùn)動,3s后撤去拉力.求:
(1)水平拉力F的大;
(2)3s末木塊速度的大小;
(3)撤去拉力后的10s內(nèi),木塊的位移為多少.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖甲所示,質(zhì)量為M=2kg的木板靜止在水平面上,可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊(質(zhì)量設(shè)為m)從木板的左側(cè)沿木板表面水平?jīng)_上木板.物塊和木板的速度-時(shí)間圖象如圖乙所示,g=10m/s2,結(jié)合圖象,下列說法錯(cuò)誤的是( 。
A.可求解物塊在t=2 s時(shí)的位移B.可求解物塊與木板間的動摩擦因數(shù)
C.可求解物塊的質(zhì)量mD.可求解木板的長度

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.如圖所示,氕( H${\;}_{1}^{1}$ )、氘(H${\;}_{1}^{2}$)的原子核自初速度為零經(jīng)同一電場加速后,又經(jīng)同一勻強(qiáng)電場偏轉(zhuǎn),最后打在熒光屏上,那么(  )
A.兩種原子核都打在屏的同一位置上
B.兩種原子核同時(shí)打在熒光屏上
C.經(jīng)過電壓為U1的加速電場過程中,電場力對氘核做的功較多
D.經(jīng)過電壓為U2的偏轉(zhuǎn)電場的過程中,電場力對兩種核做的功一樣多

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.如圖所示,平行帶電金屬板M、N相距為d,M、N分別與電源的正負(fù)極相連,M板上距左端為d處有一個(gè)小孔A.當(dāng)開關(guān)K閉合時(shí),有甲、乙兩個(gè)相同的帶電粒子同時(shí)射入電場,甲從兩板正中間O點(diǎn)處以初速度v1平行于兩板射入,乙從A孔以初速度v2垂直于M板射入,二者在電場中的運(yùn)動時(shí)間相同,并且都打到N板上的B點(diǎn).不計(jì)帶電粒子的重力,下列說法正確的是( 。
A.甲、乙的初速度v1,與v2的關(guān)系為$\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}$=2
B.甲、乙的初速度v1,與v2的關(guān)系為$\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}$=$\sqrt{2}$
C.若將開關(guān)K斷開,并將N板向下平移一小段距離,甲、乙粒子仍以各自的初速度從原來的位置開始進(jìn)入電場運(yùn)動,一定會同時(shí)打到N板上的B點(diǎn)
D.若將開關(guān)K斷開,并將N板向上平移一小段距離,甲、乙粒子仍以各自的初速度從原來的位置開始進(jìn)入電場運(yùn)動,甲一定打到N板上B點(diǎn)的左側(cè)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.如圖所示,在O點(diǎn)放置點(diǎn)電荷-q,電荷周圍A、B兩點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為rA、rB,rA<rB.A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小分別為EA、EB,電勢分別為φA、φB,則( 。
A.EA>EBB.EA=EBC.φA>φBD.φAB

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