Question

14．某制药厂的污水处理站的管道中安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，在垂直于上、下底面方向加磁感应强度为B，方向向下的匀强磁场，在前、后两个面的内侧固定有金属板作为电极，当含有大量正、负离子（其重力不计）的污水充满管口从左向右流经该装置时，利用电压表所显示的两个电极间的电压U，就可测出污水流量Q（单位时间内流出的污水体积）．则下列说法正确的是（　　）

• A． 后表面的电势一定高于前表面的电势，与正、负哪种离子多少无关
• B． 若污水中正、负离子数相同，则前、后表面的电势差为零
• C． 在一定范围内，流量Q越大，两个电极间的电压U越大
• D． 污水中离子数越多，两个电极间的电压U越大

Answer 1

分析 正负离子流过时，会受到洛伦兹力发生偏转，打在前后表面上，通过电荷的正负判断电势的高度．最终正负离子受电场力和洛伦兹力处于平衡，根据平衡关系求出流量和电压U的关系．

解答 解：A、根据左手定则，正离子向后表面偏转，负离子向前表面偏转，知后表面的电势一定高于前表面的电势，与正负离子的数目无关．故A正确．
   B、后表面电势高于前表面，则两表面间形成电势差．故B错误．
   C、最终离子受电场力和洛伦兹力平衡，有：qvB=q$\frac{U}{b}$得，v=$\frac{U}{Bb}$．Q=vS=$vbc=\frac{U}{Bb}$．知流量越大，两个电极间的电压U越大，与正负离子的数目无关．故C正确，D错误．
故选：AC

点评 解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道最终离子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡