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精英家教网为监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如图4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作为电极.污水充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.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、前表面电极比后表面电极电势高B、后表面电极比前表面电极电势高C、电压表的示数U与污水中离子浓度成正比D、污水流量Q与电压表的示数U成反比
分析:污水充满管口从左向右流经排污管,根据左手定则判断出正负电荷所受的安洛伦兹力,知道正负电荷向哪一个极板偏转,两极板带上电荷后,在前后两个内侧面之间形成电势差,最终电荷受洛伦兹力和电场力处于平衡.
解答:解:AB、正负电荷从左向右移动,根据左手定则,正电荷所受的洛伦兹力指向后表面,负电荷所受的洛伦兹力指向前表面,所以后表面电极的电势比前表面电极电势高.故B正确;
C、最终稳定时,电荷受洛伦兹力和电场力平衡,有qvB=q
U
d
,U=Bbv,电压表的示数U与v成正比,与浓度无关.故C错误.
D、污水的流量Q=vS=vbc=
U
Bb
bc=
Uc
B
与电压表的示数U成正比.故D错误.
故选:B.
点评:解决本题的关键根据左手定则判断运动电荷的洛伦兹力的方向,知道最终稳定时,电荷受洛伦兹力和电场力平衡.
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