练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量（以下简称流量）。有一种利用电磁原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置，称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。

    传感器的结构如图所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极a和c,a、c间的距离等于测量管内径D，测量管的轴线与a、c的连线方向以及通电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时，在电极a、c间出现感应电动势E，并通过与电极连接的仪表显示出液体的流量Q。设磁场均匀恒定，磁感应强度为B。

    （1）已知D=0.40 m,B=2.5×10-3 T,Q=0.12 m3/s。设液体在测量管内各处流速相同，试求E的大小（π取3.0）;

    (2)一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值，但实际显示却为负值。经检查，原因是误将测量管接反了，即液体由测量管出水口流入，从入水口流出。因水已加压充满管道，不便再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正值的简便方法；

    （3）显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为R。a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率的变化而变化，从而会影响显示仪表的示数。试以E、R、r为参量，给出电极a、c间输出电压U的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。

    分析：本题是一道信息给予题，需要从题给信息中挖掘一些已知量，如流量Q=Sv，且导电液体流动时，相当于导体做切割磁感线运动，故知E=BDv，这样第（1）问就很容易求解了。本题还考查了学生将所学知识用于实际的能力。第（3）问用闭合电路的欧姆定律和部分电路的欧姆定律便可轻松求解。

    解答：（1）导电液体通过测量管时，相当于导线做切割磁感线的运动。在电极a、c间切割磁感线的液柱长度为D，设液体的流速为v，则产生的感应电动势为

    E=BDv①

    由流量的定义，有②

    ①②式联立解得

    代入数据得。

    （2）能使仪表显示的流量变为正值的方法简便、合理即可。如：改变通电线圈中电流的方向，使磁场B反向；或将传感器输出端对调接入显示仪表。

    （3）传感器和显示仪表构成闭合电路，由闭合电路欧姆定律

    ③

    输入显示仪表的是a、c间的电压U，流量示数和U一一对应。E与液体电阻率无关，而r随电阻率的变化而变化，由③式可看出，r变化相应地U也随之变化。在实际流量不变的情况下，仪表显示的流量示数会随a、c间的电压U的变化而变化。增大R，使Rr，则U≈E，这样就可以降低液体电阻率变化对显示仪表流量示数的影响。

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    图为一电磁流量计，它主要由将流量转换为电压信号的传感器组成．传感器的结构如图所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极a和c，a、c间的距离等于测量管内径D，测量管的轴线与a、c的连接方向以及通电线圈产生的磁场方向三者相互垂直．当导电液体匀速流过测量管时，在电极a、c间出现感应电动势，并通过与电极连接的仪表显示出液体流量Q（单位时间内流过管道横截面的液体体积）．设磁场均匀恒定，磁感应强度为B．则a、c两点电势较高的点是
    a
    a
    点，a、c间感应电动势E=
    4BQ
    πD
    4BQ
    πD
    ．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示是电磁流量计的示意图．圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场．当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点的电动势E，就可以知道管中液体的流量Q--单位时间内流过管道横截面的液体的体积．已知管的直径为d，磁感应强度为B，则关于Q的表达式正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    精英家教网单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量（以下简称流量）．由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置，称为电磁流量计．它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成．
    传感器的结构如图所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极a和c，a，c间的距离等于测量管内径D，测量管的轴线与a、c的连接放像以及通过电线圈产生的磁场方向三者相互垂直．当导电液体流过测量管时，在电极a、c的间出现感应电东势E，并通过与电极连接的仪表显示出液体流量Q．设磁场均匀恒定，磁感应强度为B．
    （1）已知D=0.40m，B=2.5×10-3T，Q=0.12m3/s，设液体在测量管内各处流速相同，试求E的大小（π取3.0）
    （2）一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值．但实际显示却为负值．经检查，原因是误将测量管接反了，既液体由测量管出水口流入，从如水口流出．因为已加压充满管道．不便再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正直的简便方法；
    （3）显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为R．a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率色变化而变化，从而会影响显示仪表的示数．试以E、R、r为参量，给出电极a、c间输出电压U的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示是电磁流量计的示意图，圆管由非磁性材料，空间有匀强磁场，当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点间的电势差U，就可以知道管中液体的流量Q--单位时间内流过管道横截面的液体的体积．已知管的直径为d，磁感应强度为B，则关于Q的表达式正确的是（　　）
    精英家教网
    A、Q=
    πdU
    B
    B、Q=
    πdU
    4B
    C、Q=
    πd2U
    4B
    D、Q=
    πd2U
    B

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示是电磁流量计的示意图，圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场，当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点的电势差大小U，就可以知道管中的液体流量Q单位时间内流过管道横截面的液体体积，已知管的直径为d，磁感应强度为B，则 关于Q的表达式正确的是
     
    ．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案