Question

【題目】環(huán)保部門為了監(jiān)測某化肥廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計。該裝置的外形為一長方體，由絕緣材料制成，長.寬.高分別為，左右兩端開口，在垂直于上下表面加磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在前后兩個內(nèi)側(cè)面固定有金屬板作為電極，電阻率為的污水管慢管口從左向右勻速流經(jīng)該裝置時，接在兩電極間的理想電壓表顯示兩個電極間的電壓為U，求：

（1）該裝置內(nèi)電場的場強的大小和方向；

（2）污水的流量Q（單位時間內(nèi)排出的污水體積）；

（3）若從兩個電極引出兩條導(dǎo)線，導(dǎo)線間接一阻值為R的電阻時理想電壓表的示數(shù)。

Answer 1

【答案】（1） 方向指向紙外（由后側(cè)面指向前側(cè)面）（2）（3）

【解析】（1）根據(jù)勻強電場強度的公式得：

因為正負離子在流動時，根據(jù)左手定則，正離子受洛倫茲力，向后表面偏轉(zhuǎn)，負離子受洛倫茲力，向前表面偏轉(zhuǎn)，故后表面上帶正電荷，前表面上帶負電荷，故后表面電勢比前表面高，故電場強度的方向指向紙外或由后側(cè)面指向前側(cè)面

（2）最終正負離子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡，有：

又

聯(lián)立解得：

（3）根據(jù)電阻定律有：

根據(jù)串聯(lián)電路的特點有：

聯(lián)立得：