Question

4．电磁泵模型简化为一个长方体，ab边长为L₁，左右两侧面是边长为L₂的正方形，在泵头通入导电剂后液体的电阻率为ρ，泵体所在处有方向垂直向外的磁场B，把泵体的上下两表面接在电压为U（内阻不计）的电源上，理想电流表示数为I，若电磁泵和水面高度差为h，不计水在流动中和管壁之间的阻力，重力加速度为g，则（　　）

• A． 泵体上表面应接电源负极
• B． 电源提供的电功率为$\frac{{U}^{2}{L}_{1}}{ρ}$
• C． 增大液体的电阻率可获得更大的抽液高度
• D． 在t时间内抽取水的质量为m，这部分水离开泵时的动能为UIt-mgh-I²$\frac{ρ}{{L}_{1}}$t

Answer 1

分析 当泵体中电流向下时，安培力向左，故液体被抽出；根据电阻定律和欧姆定律列式求解电流表达式分析，根据安培力公式分析安培力大小情况．

解答 解：A、当泵体上表面接电源的正极时，电流从上向下流过泵体，这时受到的磁场力水平向左，拉动液体，若上表面接电源的负极时，则不能拉动液体；故A错误；
B、根据电阻定律，泵体内液体的电阻：R=ρ $\frac{L}{S}$=ρ×$\frac{{L}_{2}}{{L}_{1}{L}_{2}}$=$\frac{ρ}{{L}_{1}}$；
因此流过泵体的电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{U{L}_{1}}{ρ}$，那么液体消耗的电功率为P=$\frac{{U}^{2}{L}_{1}}{ρ}$，
而电源提供的电功率为UI，故B错误；
C、若增大液体的电阻率，可以使电流减小，受到的磁场力减小，使抽液高度减小，故C错误；
D、若t时间内抽取水的质量为m，根据能量守恒定律，
则这部分水离开泵时的动能为E_K=UIt-mgh-I²$\frac{ρ}{{L}_{1}}$t，故D正确；
故选：D．

点评 本题关键是明确电磁泵的工作原理，要能够结合欧姆定律、电阻定律、安培力公式分析抽液高度的影响因素，不难．