Question

14．如图为某种电磁泵模型，泵体是长为L₁，宽与高均为L₂的长方体．泵体处在方向垂直向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，泵体的上下表面接电压为U的电源（内阻不计），理想电流表示数为I，若电磁泵和水面高度差为h，液体的电阻率为ρ，在t时间内抽取液体的质量为m，不计液体在流动中和管壁之间的阻力，取重力加速度为g．则（　　）

• A． 泵体上表面应接电源负极
• B． 电磁泵对液体产生的推力大小为BIL₁
• C． 电源提供的电功率为$\frac{{U}^{2}{L}_{1}}{ρ}$
• D． 质量为m的液体离开泵时的动能为UIt-mgh-I²$\frac{ρ}{{L}_{1}}$t

Answer 1

分析 当泵体中电流向下时，安培力向左，故液体被抽出；根据电阻定律和欧姆定律列式求解电流表达式分析，根据安培力公式分析安培力大小情况．

解答 解：A、当泵体上表面接电源的负极时，电流从下向上流过泵体，这时受到的磁场力水平向右，不会拉动液体；故A错误；
B、根据安培力公式F=BIL₂，故B错误；
C、根据电阻定律，泵体内液体的电阻：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ×$\frac{{L}_{2}}{{L}_{1}{L}_{2}}$=$\frac{ρ}{{L}_{1}}$；
因此流过泵体的电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{U{L}_{1}}{ρ}$，那么液体消耗的电功率为P=$\frac{{U}^{2}{L}_{1}}{ρ}$，而电源提供的电功率为UI，故C错误；
D、若t时间内抽取水的质量为m，根据能量守恒定律，则这部分水离开泵时的动能为E_K=UIt-mgh-I² $\frac{ρ}{{L}_{1}}$t，故D正确；
故选：D．

点评 本题关键是明确电磁泵的工作原理，要能够结合欧姆定律、电阻定律、安培力公式分析抽液高度的影响因素．