Question

“開封龍宇化工”全部建成投產后將是亞洲最大的聚甲醛新材料生產基地．為監測工廠的污水排放量，技術人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計．該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口．在垂直于上下底面方向加磁感應強度大小為B的勻強磁場，在前后兩個內側面分別固定有金屬板作為電極．污水充滿管口從左向右流經該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓U．若用Q表示污水流量（單位時間內排出的污水體積），下列說法中正確的是（　　）

A．若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高

B．若污水中負離子較多，則前表面比后表面電勢低

C．污水流量Q與U成正比，與a、b無關

D．污水中離子濃度越高電壓表的示數將越大

Answer 1

分析：A、正負離子作定向移動，受到洛倫茲力，發生偏轉，打在前后表面上，正離子偏轉向哪一個表面，哪一個表面的電勢高．
C、前后表面上有正負離子，之間形成電場，最終正負離子會受到電場力、洛倫茲力處于平衡，兩極板間形成穩定的電勢差．
D、根據正負離子會受到電場力、洛倫茲力平衡，求出電壓表所測的電壓與什么因素有關即可知．

解答：解：A、正負離子向右移動，受到洛倫茲力，根據左手定則，正離子向后表面偏，負離子向前表面偏．所以前表面比后表面電勢低．與正負離子的多少無關．故A錯誤，B正確；
    C、最終正負離子會受到電場力、洛倫茲力處于平衡，有qE=qvB，即

U

b

=vB．
而污水流量：Q=vbc=

U

bB

?bc=

U

B

?c，可知Q與U成正比，與a、b無關．故C正確．
    D、由C的分析得：Q=

U

B

?c，則U=

QB

c

，電壓表的示數與磁感應強度、流量Q以及流量計的高有關，與離子濃度無關．故D錯誤．
故選：BC

點評：解決本題的關鍵掌握左手定則判定洛倫茲力的方向，以及知道在電磁流量計中，正負離子受電場力和洛倫茲力平衡．