2023版高考物理一轮复习第九章磁场3带电粒子在复合场中的运动创新练3含解析.doc

带电粒子在复合场中的运动
4.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以及一对磁极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,如下图。由于血液中的正负离子随血液一起在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差。在到达平衡时,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3.0 mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160 μV,磁感应强度的大小为0.040 T。那么血流速度的近似值和电极a、b的正负为 (　　)
A.1.3 m/s,a正、b负　　 m/s,a正、b负
C.1.3 m/s,a负、b正 m/s,a负、b正
【解析】选A。由左手定那么可判定正离子向上运动,负离子向下运动,所以a正、b负,到达平衡时离子所受洛伦兹力与电场力平衡,所以有:qvB=q,代入数据解得v=1.3 m/s,故正确答案为A。
5.(多项选择)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下图的流量计,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,假设用Q表示污水流量(单位时间内流出的污水体积),以下说法中正确的选项是 (　　)
A.M板电势一定高于N板的电势
B.污水中离子浓度越高,电压表的示数越大
C.污水流动的速度越大,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
【解析】选A、C、D。根据左手定那么知负离子所受洛伦兹力方向向下,正离子所受洛伦兹力方向向上,所以M板电势一定高于N板的电势,故A正确;最终离子处于平衡,故电场力等于洛伦兹力,根据牛顿第二定律有qvB=q,解得U=Bvc,所以与离子的浓度无关,与污水流动的速度成正比,故B项错误,C项正确。根据v=,那么流量Q=vbc==b,即U=,故电压表示数与污水流量成正比,故D项正确。综上所述此题正确答案为A、C、D。