Question

11．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，磁感强度为B．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．对上述污水流量计，下面说法正确的是（若说到前后表面，则外面为前表面、里面为后表面）（　　）

• 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． 电压表的示数与污水中离子浓度无关
• D． 污水流量Q与U成正比，与a、b无关

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、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．
D、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．

解答 解：A、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、B错误．
    C、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正确．
    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：CD．

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．