Question

4．電磁流量計原理可解釋為：如圖所示，一圓形導管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導電的液體向左流動．導電液體中的自由電荷（正負離子）在洛倫茲力作用下縱向偏轉(zhuǎn)，a、b間出現(xiàn)電勢差U．當自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的電勢差就保持穩(wěn)定．由以上數(shù)據(jù)求單位時間內(nèi)流過圓形導管的液體體積（即流量Q）．

Answer 1

分析 導電液體中的正負離子在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在上下兩端間形成電勢差，根據(jù)左手定則來確定洛倫茲力方向，從而確定電勢的高低，最終離子受電場力和洛倫茲力處于平衡，根據(jù)平衡求出離子的速度，再根據(jù)Q=vS求出導電液體的流量．

解答 解：對離子有：qvB=q$\frac{U}vq95gvd$，解得v=$\frac{U}{Bd}$．
流量等于單位時間流過液體的體積，有Q=vS=$\frac{U}{Bd}$π（$\frac2jnqjrg{2}$）²=$\frac{πdU}{4B}$．
答：單位時間內(nèi)流過圓形導管的液體體積$\frac{πdU}{4B}$．

點評 解決本題的關(guān)鍵理解最終離子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡，根據(jù)平衡求出離子的流動的速度，從而得出流速，同時注意左手定則與右手定則的區(qū)別．