Question

2．随着社会生产的发展，大型化工厂已越来越多，环境污染也越来越严重．为减少环境污染，技术人员在排污管末端安装了如图所示的流量计．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为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U．若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是（　　）

• A． 若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高
• B． 若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高
• C． 污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大
• D． 所测的污水流量Q与U成正比

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．
C、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．
D、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．

解答 解：A、若污水中正离子较多，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；
B、若污水中负离子较多，根据左手定则，则负离子向前表面偏，则前表面比后表面电势低，故B错误．
C、电场力、洛伦兹力处于平衡，有qE=qvB，即$\frac{U}{b}$=vB．而污水流量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C错误．
D、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．而污水流量Q=$\frac{cU}{B}$，则U=$\frac{QB}{c}$，可知Q与U成正比，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．