题目内容

8.某科研人员设计了一个双表头的电磁流量计,他认为这样即可以测定排污管道的流量(单位时间内排出的污水体积),又能通过测定污水的电阻率来判断污水中的离子浓度,其内部结构可简化为如图所示.该装置上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料,长、宽、高分别为a、b、L的左右两端开口,在垂直于前后两表面加磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向如图所示已确定,污水充满管口从左向右流经该装置.在无操作情况下,开关处于断开状态,此时V表读数为U1,A表读数为0,若按下按钮,开关闭合接通,此时A表读数为I,V表读数为U2,假设所有电表都是理想电表,则(  )
A.在如图磁场中,上表面的电势一定高于下表面的电势,与正负离子的数目无关
B.污水中离子浓度越高,电压表的示数将越大
C.污水的流量可表示为Q=$\frac{{a{U_1}}}{B}$
D.污水的电阻率可表示为ρ=$\frac{{ab({U_1}-{U_2})}}{IL}$

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.
B、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;
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、依据电阻定律,及欧姆定律,即可求解电阻率.

解答 解:A、正负离子向右移动,受到洛伦兹力,根据左手定则,正离子向上表面偏,负离子向下表面偏.所以上表面比下表面电势高,与正负离子的数目无关.故A正确.
BC、最终正负离子会受到电场力、洛伦兹力处于平衡,有qE=qvB,即$\frac{{U}_{1}}{L}$=vB.而污水流量Q=vaL=$\frac{{U}_{1}a}{B}$.
而U1=$\frac{BQ}{a}$,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B错误,C正确;
D、根据闭合电路欧姆定律,则内电阻对应的电压为Ur=U1-U2,依据电阻定律,则有:r=$ρ\frac{L}{S}$,而S=ab,因此污水的电阻率可表示为ρ=$\frac{{ab({U_1}-{U_2})}}{IL}$.故D正确.
故选:ACD.

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,同时掌握欧姆定律与电阻定律的应用.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网