Question

如图所示的磁流量计示意图．在非磁性材料做成的圆管道外加一匀强磁场时，小灯光就会发光．如果导电液体流过磁场区域能使额定电压为U=3.0V的小灯泡正常发光．已知磁感应强度B=0.20T，圆管的直径d=0.10m，导电液体的电阻忽略不计，导电液体充满圆管流过，则管中液体流量的表达式Q=

πdU

4B

，其数值为

1.2

m/s（保留两位有效数字）．

Answer 1

分析：导电液体流过磁场区域时，正负电荷受到洛伦兹力，发生偏转打到上下两个表面上，上下两个表面之间形成电场，最终正负电荷在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，根据受力平衡求出电荷的速度，再根据Q=vS求出流量．

解答：解：导电液体流过磁场区域时，正负电荷受到洛伦兹力，a、b两个表面积累电荷，形成电场，最终正负电荷在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有
  qvB=q

U

d

，则：v=

U

Bd

则液体流量的表达式Q=

V

t

=vS=

U

Bd

?

πd2

4

=

πdU

4B

将d=0.10m，U=3.0V，B=0.20T，代入解得Q=1.2m³/s
故答案为：

πdU

4B

；1.2．

点评：解决本题的关键知道导电液体流过磁场区域时，正负电荷受到洛伦兹力，发生偏转打到上下两个面上，上下两个面之间形成电场，最终正负电荷在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡．