Question

医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的．使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示．由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点的距离为4.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160?V，磁感应强度的大小为0.040T．则血流流量的近似值和电极a、b的正负为（　　）

A、1.3×10^-5m³/s，a正、b负

B、1.3×10^-5m³/s，a负、b正

C、2.7×10^-5m³/s，a正、b负

D、2.7×10^-5m³/s，a负、b正

Answer 1

分析：解答本题关键分析洛伦兹力方向，并运用平衡条件求解血液的速度：
血液中正负离子流动时，会受到洛伦兹力，发生偏转，正离子往哪一个电极偏转，哪一个电极带正电．
电极a、b之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，根据平衡条件可求出血流速度．

解答：解：血液中正负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，所以正离子向上偏，负离子向下偏．则a带正电，b带负电．最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，有q

U

d

=qvB，所以v=

U

Bd

=

160×10-6

0.040×3×10-3

m/s=1.3m/s．故A正确，B、C、D错误．
故选A．

点评：解决本题的关键正握左手定则判定洛伦兹力的方向，以及知道最终正负离子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，前后表面形成稳定的电势差．