Question

為監測某化工廠的污水排放量，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，接在M、N兩端間的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、N端的電勢比M端的高
• B、若污水中正負離子數相同，則前后表面的電勢差為零
• C、電壓表的示數U跟a和b都成正比，跟c無關
• D、電壓表的示數U跟污水的流量Q成正比

Answer 1

分析：污水充滿管口從左向右流經排污管，根據左手定則判斷出正負電荷所受的洛倫茲力，知道正負電荷向哪一個極板偏轉，兩極板帶上電荷后，在前后兩個內側面之間形成電勢差，最終電荷受洛倫茲力和電場力處于平衡．

解答：解：A、B、正負電荷從左向右移動，根據左手定則，正電荷所受的洛倫茲力指向后表面，負電荷所受的洛倫茲力指向前表面，所以后表面電極的電勢比前表面電極電勢高．故A正確，B錯誤
C、D、最終穩定時，電荷受洛倫茲力和電場力平衡，有：
qvB=q

U

b

解得：U=Bbv
污水的流量：
Q=vS=vbc=

U

Bb

bc=

Uc

B

即：U=

BQ

c

，即電壓表的示數U跟污水的流量Q成正比，與c成反比，與ab無關，故C錯誤，D正確；
故選：AD．

點評：解決本題的關鍵根據左手定則判斷運動電荷的洛倫茲力的方向，知道最終穩定時，電荷受洛倫茲力和電場力平衡．