Question

11．為了測量某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a=1m、b=0.2m、c=0.2m，左、右兩端開口，在垂直于前、后面的方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1.25T的勻強(qiáng)磁場，在上、下兩個面的內(nèi)側(cè)固定有金屬板M、N作為電極，污水充滿裝置以某一速度從左向右勻速流經(jīng)該裝置時，測得兩個電極間的電壓U=1V．且污水流過該裝置時受到阻力作用，阻力f=kLv，其中比例系數(shù)k=15Ns/m²，L為污水沿流速方向的長度，v為污水的流速．下列說法中正確的是（　　）

• A． 金屬板M電勢高于金屬板N的電勢
• B． 污水中離子濃度的高低對電壓表的示數(shù)也有一定影響
• C． 污水的流量（單位時間內(nèi)流出的污水體積）Q=0.16m³/s
• D． 為使污水勻速通過該裝置，左、右兩側(cè)管口應(yīng)施加的壓強(qiáng)差為△P=1500Pa

Answer 1

分析 根據(jù)左手定則判斷洛倫茲力的方向，從而得出正負(fù)離子的偏轉(zhuǎn)方向，確定出前后表面電勢的高低．最終離子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，根據(jù)平衡求出兩極板間的電壓，以及求出流量的大小．

解答 解：A、根據(jù)左手定則，知負(fù)離子所受的洛倫茲力方向向下，則向下偏轉(zhuǎn)，N板帶負(fù)電，M板帶正電，則M板的電勢比N板電勢高．故A正確．
B、最終離子在電場力和洛倫茲力作用下平衡，有：qvB=q$\frac{U}{c}$，解得：U=vBc，與離子濃度無關(guān)．故B錯誤．
C、污水的流速：v=$\frac{U}{cB}$，則流量Q=vbc=$\frac{bU}{B}$=$\frac{1×0.2}{1.25}$=0.16m³/s，故C正確．
D、污水的流速：v=$\frac{U}{cB}$=$\frac{1}{1.25×0.2}$=4m/s；污水流過該裝置時受到阻力：f=kLv=kav=15×1×4=60N；
為使污水勻速通過該裝置，左、右兩側(cè)管口應(yīng)施加的壓力差是60N，則壓強(qiáng)差為△P=$\frac{F}{S}$=$\frac{60}{0.2×0.2}$=1500Pa．故D正確．
故選：ACD．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判斷洛倫茲力的方向，以及抓住離子在電場力和洛倫茲力作用下平衡進(jìn)行求解．