课外拓展



  带电粒子在电磁场中的运动在我们生活、生产中常用到。在解决有关实际应用的问题时,要抓住问题的关键,建立正确的物理模型,再根据我们所学的物理规律求解。

例1、电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积)。为了简化,假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道,其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c。流量计的两端与输送流体的管道相连接(图中虚线)。图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料。现于流量计所在处加磁感强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面。当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接,I表示测得的电流值。已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为多少?

精析:

  液体通过流量计时,液体中电荷在洛伦兹力作用下偏转,使流量计上、下板带上异种电荷,最终在上、下板间形成一个电场,液体中电荷受电场力等于洛伦兹力。设液体流速度为v,上、下板间电压为E,则有:

   (1)

  当流量计外接电流表时,流量计相当于一个电动势为E的电源,由于电流在上、下板间流动,所以内阻,由闭合电路欧姆定律得:

    (2)

  液体的流量A=v·S=v·cb  (3)

  联立(1)(2)(3)得:

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