《电磁流量计》电磁流量计 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《电磁流量计》电磁流量计

1多选题

(多选)电磁血流计是用来监测通过动脉的血流速度的仪器．它由一对电极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．则达到平衡时(　　)

A
电极a的电势比电极b的电势高
B
电极的b电势比电极a的电势高
C
电压表示数U与血液流速成正比
D
电压表示数U与血液中正负离子的电荷量成正比

题目答案

AC

答案解析

分析：

根据左手定则判断出正负电荷的偏转方向，从而确定出a、b两点的电势高低，最终电荷在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡求出电压表示数U与什么因素有关．

解答：

解：A、根据左手定则，知正电荷向电极a端偏转，负电荷向电极b端偏转，所以电极a的电势高于电极b的电势．故A正确，B错误．

C、最终电荷在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有：q$\frac {U}{d}$=qvB，U=vdB．电压表的示数与电荷的电荷量无关，与流速成正比．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，以及知道最终电荷受电场力和洛伦兹力处于平衡．

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2单选题

为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端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的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U．若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是(　　)

A
若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高
B
污水流量Q与U成正比，与a、b无关
C
污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大
D
前表面的电势一定高于后表面的电势，与哪种离子多无关

题目答案

B

答案解析

分析：

根据左手定则判断洛伦兹力的方向，从而得出正负离子的偏转方向，确定出前后表面电势的高低．最终离子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡求出两极板间的电压，以及求出流量的大小．

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，所以后表面的电势高于前表面的电势，与离子的多少无关．故A、D错误．

B、最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡，有：qvB=q$\frac {U}{b}$，解得U=vBb，电压表的示数与离子浓度无关．v=$\frac {U}{Bb}$，则流量Q=vbc=$\frac {Uc}{B}$，与U成正比，与a、b无关．故B正确，C错误．

故选B．

点评：

解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及抓住离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡进行求解．

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3单选题

电磁血流计用来监测通过动脉的血流速度．如图，它主要由一对电极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．由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中由里向外运动，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，两触点间的距离为d，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为U，磁感应强度的大小为B．则血流速度和电极a、b的正负为(　　)

A
$\frac {U}{Bd}$，a负、b正
B
$\frac {U}{Bd}$，a正、b负
C
$\frac {BU}{d}$，a正、b负
D
$\frac {BU}{d}$，a负、b正

题目答案

B

答案解析

分析：

根据左手定则判断出正负电荷的偏转方向，从而确定出a、b两点的电势高低，最终电荷在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡求出流速．

解答：

解：A根据左手定则，知正电荷向电极a端偏转，负电荷向电极b端偏转，所以电极a带正电，电极b带负电；

最终电荷在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有：q$\frac {U}{d}$=qvB，解得：v=$\frac {U}{Bd}$；

故选：B．

点评：

解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道最终电荷受电场力和洛伦兹力处于平衡．

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4单选题

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160µV，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_m_/s，a正、b负
B
1.3×10_m_/s，a负、b正
C
2.7×10_m_/s，a正、b负
D
2.7×10_m_/s，a负、b正

题目答案

A

答案解析

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$\frac {U}{d}$=qvB，所以v=$\frac {U}{Bd}$=$\frac {160×10}{0.040×3×10}$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．

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5多选题

(多选)为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端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，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在上下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极，污水充满管口地从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U．若用Q表示污水流量(单位时间内流出的污水体积)，下列说法中正确的是(　　)

A
若污水中负离子较多，则N板比M板电势高
B
M板电势一定高于N板的电势
C
污水中离子浓度越高，电压表的示数越大
D
电压表的示数U与污水流量Q成正比

题目答案

BD

答案解析

分析：

根据左手定则判断洛伦兹力的方向，从而得出正负离子的偏转方向，确定出前后表面电势的高低．最终离子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡求出两极板间的电压，以及求出流量的大小．

解答：

解：A、根据左手定则，知负离子所受的洛伦兹力方向向下，则向下偏转，N板带负电，M板带正电，则N板的电势比M板电势低．故A错误，B正确．

C、最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡，有：qvB=q$\frac {U}{c}$，解得U=vBc，与离子浓度无关．故C错误．

D、v=$\frac {U}{Bc}$，则流量Q=vbc=$\frac {Ub}{B}$，则U=$\frac {BQ}{b}$，与污水流量成正比．故D正确．

故选BD．

点评：

解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及抓住离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡进行求解．

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6多选题

(多选)电磁流量计是一种测量单位时间内流过管道横截面的液体的体积(流量)的装置，如图，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极a和b，a、b之间的距离等于测量管内径D，a、b间的电阻为r，测量管的轴线与a、b的连线方向以及匀强磁场的方向三者相互垂直，磁场磁感应强度大小为B，当导电液体匀速流过测量管时，通过与电极连接的仪表显示出液体的流量，显示仪表的电阻为R．则(　　)

A
a点电势一定高于b点电势
B
若液体的流速为v，显示仪表的读数为BDv
C
若液体的流量为Q，电极a、b间产生的感应电动势为$\frac {4BQ}{πD}$
D
显示仪表的电阻R越大，则液体电阻率变化对测量的影响越小

题目答案

ABCD

答案解析

分析：

根据左手定则判断导电液体中离子偏转的方向，即可知道a、c电势的高低．

导电液体通过测量管时，相当于长为D的导线做切割磁感线的运动，产生感应电动势．根据E=BLv和流量的含义，即可得到感应电动势．

解答：

解：A、由图，液体向右通过磁场，根据左手定则判断得知：导电液体中正离子受洛伦兹力指向a，向a极移动，负离子所受的洛伦兹力指向b极，向b极移动，则ab间建立从a到c的电场，则a点的电势高于b点；故A正确；

B、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、b 间切割感应线的液柱长度为D，则产生的感应电动势为 E=BDv；故B正确；

C、由流量的定义，有 Q=Sv=$\frac {πD_v}{4}$ 得E=BD$\frac {4Q}{πD}$=$\frac {4BQ}{πD}$；故C正确；

D、内部视为电源，则仪表相当于用电器，当用电器电阻越大时，内阻的影响越小；则电阻率变化对测量的结果影响较小；故D正确；

故选：ABCD．

点评：

本题是理论联系实际的问题，关键是建立模型：液体流过磁场相当于导体切割磁感线，产生感应电动势，测量管相当于电源，显示仪相当于外电路．

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