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多选题

(2015•金华模拟)某同学对某种抽水泵中的电磁泵模型进行了研究,如图电磁泵的泵体内是一个长方体,ab边长为L1,左右两侧面是边长为L2的正方形,在泵头通入导电剂后液体的电阻率为ρ,泵体内所在处有方向垂直向外的磁场B,工作时,泵体的上下两表面接在电压为U(内阻不计)的电源上,理想电流表示数为I,若电磁泵和水面高度差为h,不计水在流动中和管壁之间的阻力,重力加速度为g.则(  )

A泵体上表面应接电源正极

B电源提供的电功率为

C电磁泵不加导电剂也能抽取不导电的纯水

D若在t时间内抽取水的质量为m,这部分水离开电磁泵时的动能为UIt-mgh-I2t

正确答案

A,D

解析

解:A、当泵体上表面接电源的正极时,电流从上向下流过泵体,这时受到的磁场力水平向左,拉动液体;故A正确;

B、根据电阻定律,泵体内液体的电阻:R=ρ=ρ×=

因此流过泵体的电流I==,那么液体消耗的电功率为P=,而电源提供的电功率为UI,故B错误;

C、电磁泵不加导电剂,不能抽取不导电的纯水,故C错误;

D、若t时间内抽取水的质量为m,根据能量守恒定律,则这部分水离开泵时的动能为EK=UIt-mgh-I2t,故D正确;

故选:AD.

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单选题

中国科学家发现了量子反常霍尔效应,杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果.如图所示,厚度为h,宽度为d的金属导体,当磁场方向与电流方向垂直时,在导体上下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.下列说法正确的是(  )

A上表面的电势高于下表面电势

B仅增大h时,上下表面的电势差增大

C仅增大d时,上下表面的电势差减小

D仅增大电流I时,上下表面的电势差减小

正确答案

C

解析

解:A、根据左手定则,知自由电子向上偏转,则上表面带负电,下表面带正电,下表面的电势高于上表面.故A错误;

B、根据evB=e,I=neSv,解得U=,知增大h,上下表面的电势差不变,故B错误;

C、根据evB=e,I=neSv,解得U=,知仅增大d时,上下表面的电势差减小,故C正确;

D、根据evB=e,解得U=vBh;根据电流的微观表达式I=neSv,电流越大,电子的速度越大,故上下表面的电势差越大,故D错误;

故选:C.

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单选题

为了利用海洋资源,海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量海水的流速.假设海洋某处的地磁场竖直分量为B=0.5×10-4T,水流是南北流向,如图将两个电极竖直插入此处海水中,且保持两电极的连线垂直水流方向.若两极相距L=10m,与两电极相连的灵敏电压表的读数为U=2mV,则海水的流速大小为(  )

A40 m/s

B4 m/s

C0.4 m/s

D4×10-3m/s

正确答案

B

解析

解:海水中的电荷受到电场力和洛伦兹力平衡,有:qvB=q

解得v==m/s=4m/s.故B正确,A、C、D错误.

故选:B.

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单选题

中国科学家发现了量子反常霍尔效应,杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级.如图所示,厚度为h,宽度为d的金属导体,当磁场方向与电流方向(自由电子定向移动形成电流)垂直时在上下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.下列说法正确的是(  )

A上表面的电势高于下表面

B下表面的电势高于上表面

C增大h时,上下表面的电势差增大

D增大d时,上下表面的电势差增大

正确答案

B

解析

解:A、根据左手定则,知自由电子向上偏转,则上表面带负电,下表面带正电,下表面的电势高于上表面.故A错误,B正确.

C、根据电流的微观表达式:I=neSv=nedhv可知,h增大时,载流金属导体中的载流子运动的速度减小;

根据evB=,解得U=vBh=,,知与h无关,与d成反比.故C错误,D错误.

故选:B.

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多选题

“开封龙宇化工”全部建成投产后将是亚洲最大的聚甲醛新材料生产基地.为监测工厂的污水排放量,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大小为B的匀强磁场,在前后两个内侧面分别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若污水中负离子较多,则前表面比后表面电势低

C污水流量Q与U成正比,与a、b无关

D污水中离子浓度越高电压表的示数将越大

正确答案

B,C

解析

解:A、正负离子向右移动,受到洛伦兹力,根据左手定则,正离子向后表面偏,负离子向前表面偏.所以前表面比后表面电势低.与正负离子的多少无关.故A错误,B正确;

    C、最终正负离子会受到电场力、洛伦兹力处于平衡,有qE=qvB,即

而污水流量:,可知Q与U成正比,与a、b无关.故C正确.

    D、由C的分析得:,则,电压表的示数与磁感应强度、流量Q以及流量计的高有关,与离子浓度无关.故D错误.

故选:BC

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