Question

17．为检测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了电磁流量计．如图所示，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口．在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板电极（图中未画出）．当污水布满管口从左向右流经该装置时，理想电压表将显示两个电极间的电压U．下列说法中正确的是（　　）

• A． 前侧的金属板为正极，后侧的金属板为负极
• B． 污水中的正、负离子含量越多，电极间的电压U越高
• C． 污水的流动速度为$\frac{U}{aB}$
• D． 污水的流量为$\frac{Uc}{B}$

Answer 1

分析 A、正负离子作定向移动，受到洛伦兹力，发生偏转，打在前后表面上，正离子偏转向哪一个表面，哪一个表面的电势高．
BC、根据正负离子会受到电场力、洛伦兹力平衡，求出电压表所测的电压与什么因素有关即可知．
D、前后表面上有正负离子，之间形成电场，最终正负离子会受到电场力、洛伦兹力处于平衡，两极板间形成稳定的电势差．

解答 解：A、正负离子向右移动，受到洛伦兹力，根据左手定则，正离子向后表面偏，负离子向前表面偏．所以前表面比后表面电势低．故A错误．
BC、最终正负离子会受到电场力、洛伦兹力处于平衡，有qE=qvB，即$\frac{U}{b}$=vB．那么v=$\frac{U}{bB}$，
而污水流量Q=vbc=$\frac{U}{bB}$bc=$\frac{cU}{B}$，可知Q与U成正比，与a、b无关，故BC错误．
D、根据公式Q=$\frac{cU}{B}$，则U=$\frac{QB}{c}$，电压表的示数与磁感应强度、流量Q以及流量计的高有关，与离子浓度无关．故D正确．
故选：D．

点评 解决本题的关键掌握左手定则判定洛伦兹力的方向，以及知道在电磁流量计中，正负离子受电场力和洛伦兹力平衡．