题目内容

17．污水处理站的管道中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，在前后两个面的内侧固定有金属板作为电极，当含有大量正负离子（其重力不计）的污水充满管口从左向右流经该装置时，测出电极间的电势差U，就可测出污水流量Q（单位时间内流出的污水体积）．则（　　）
A．前表面的电势高于后表面的电势
B．若污水为电中性，则两极间的电势差为零
C．若污水中离子浓度越高，则两极间的电势差越大
D．若管道中污水流量越大，则两极间的电势差越大

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、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、由A分析可知，前后面电势的高低与污水中有何种离子有关，与是否为电中性无关，故B错误；   
C、根据Q=$\frac{cU}{B}$，则U=$\frac{QB}{c}$，电压表的示数与磁感应强度、流量Q以及流量计的高低有关，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=vbc=$\frac{U}{bB}$bc=$\frac{cU}{B}$，可知Q与U成正比，与a、b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．

练习册系列答案
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