Question

如图所示是一种电磁泵的原理图，截面为矩形的导管PQ是运送导电液体用的，它的截面长为A．宽为b．导管的上、下两面有两块导体C．D，处于相对的位置，分别与电源的正、负极相连，通过的电流大小为I．导管的其他部分都是绝缘的．导管的通电部分位于匀强磁场中，磁场的方向与电流方向垂直，水平向右，大小为B，磁场区域的宽度为l．设液体在导管内流动时受到的阻力f的大小跟液体的流动速度v成正比，比例系数为k(即f=kv)．

(1)导管内导电液体向哪个方向流动，稳定的流动速度v₀多大？
(2)已知导管内液体单位体积内的参与导电的自由电荷的数目为n、每个自由电荷的电荷量为q．求参与导电的自由电荷定向移动的平均速率．
 

Answer 1

（1） P向Q ， BIb/k      （2）

(1)导电液体受到的安培力大小为F=BIb，方向根据左手定则可判定为从P向Q，导电液体的流动方向即为从P向Q．根据力的平衡，F="f," 即BIb=kv₀，
解出v₀=BIb/k．
(2)设自由电荷沿电流方向定向移动的平均速率为v₁，则电流I=nqalv₁，则v₁=I/nqal．
参与导电的自由电荷定向移动的平均速率为沿电流方向和沿液体运动方向两个运动的合成，即