题目内容

15.为了测量某地地磁场的磁感应强度的水平分量,课外兴趣小组进行了如图所示的实验:在横截面为长方形的、只有上下表面A、B为金属板的导管中通以带电溶液,将导管按东西方向放置时A、B两面出现电势差,测出相应的值就可以求出地磁场的水平分量.假如在某次实验中测得溶液流量为Q(Q=vS,其中v为溶液的流动速度,S为导管的横截面积),导管横截面的长为a,宽为b,A、B面的电势差为U,则下列判断正确的是(  )
A..若溶液带负电,则B面的电势高于A板
B..若溶液带负电,则A面的电势高于B板
C..地磁场的水平分量为B=$\frac{aU}{Q}$
D..地磁场的水平分量为B=$\frac{bU}{aQ}$

分析 导电液体流过磁场区域时,正负电荷受到洛伦兹力,发生偏转打到上下两个面上,上下两个面之间形成电场,最终正负电荷在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡,根据受力平衡求出磁感应强度的水平分量.

解答 解:A、B、地磁场的水平分量从南向北,根据左手定则,正电荷向A板偏转,负电荷向B板偏转,故A面的电势高于B面,与溶液的电性无关,故A错误,B正确;
C、D、导电液体流过磁场区域稳定时,电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡,
则有qE=q$\frac{U}{b}$=qvBx
解得:Bx=$\frac{U}{vb}$,而Q=vS,所以B=$\frac{aU}{Q}$,故C正确,D错误;
故选:BC.

点评 解决本题的关键知道导电液体流过磁场区域时,正负电荷受到洛伦兹力,发生偏转打到上下两个面上,上下两个面之间形成电场,最终正负电荷在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡.

练习册系列答案
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3.在探究动能定理的实验中,某实验小组组装了一套如图1所示的装置,拉力传感器固定在小车上,一端与细绳相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接,打点计时器打点周期为T,实验的部分步骤如下:
(1)平衡小车所受的阻力:不挂钩码,调整木板右端的髙度,用手轻推小车,直到打点计时器在纸带上打出一系列间距相等的点.
(2)测量小车和拉力传感器的总质量M,按图组装好仪器,并连接好所需电路,将小车停在打点计时器附近,先接通拉力传感器和打点计时器的电源,然后释放小车,打出一条纸带,关闭电源.
(3)在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图2所示,在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点,各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE…表示,则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为$\frac{M{({h}_{E}-{h}_{C})}^{2}}{8{T}^{2}}$,若拉力传感器的读数为F,计时器打下A点到打下D点过程中,细绳拉力对小车所做功的表达式为F(hD-hA).
(4)某同学以A点为起始点,以A点到各个计数点动能的增量△EK为纵坐标,以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标,得到一条过原点的倾角为45°的直线,由此可以得到的结论是外力所做的功,等于物体动能的变化量.

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