Question

11．電磁泵是指處在磁場中的通電流體在電磁力作用下向一定方向流動(dòng)的泵，如圖所示是一電磁泵工作部分示意圖，絕緣非磁性管道的橫截面是長為a、寬為b的矩形，在管道內(nèi)上、下管壁處各安裝一個(gè)長為L的電極，通以電流I．當(dāng)在垂直于管道和電流的方向加一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場時(shí)，電流受到的安培力就推動(dòng)導(dǎo)電液體流動(dòng)，已知導(dǎo)電液體穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)所受阻力與流動(dòng)速率成正比，即F_f=kv，則關(guān)于導(dǎo)電液體的流動(dòng)方向和電磁泵的功率，下列說法正確的是（　�。�

• A． 導(dǎo)電液體可能向左流動(dòng)
• B． 導(dǎo)電液體一定向右流動(dòng)
• C． 電磁泵的功率為$\frac{{B}^{2}ab{I}^{2}}{k}$
• D． 電磁泵的功率為$\frac{{B}^{2}^{2}{I}^{2}}{k}$

Answer 1

分析 由左手定則判斷出安培力的方向，即液體流動(dòng)的方向，由F=BIL出的電流受到的安培力的大小，由力的平衡求出液體流動(dòng)的速度，由瞬時(shí)功率的公式即可求出功率．

解答 解：AB、磁場的方向向外，電流的方向向上，由左手定則可知，電流受到的安培力的方向向右，是電流將對(duì)導(dǎo)電液體產(chǎn)生向右的推力，所以導(dǎo)電液體一定向右流動(dòng)．故A錯(cuò)誤，B正確；
CD、導(dǎo)電液體受到的阻力與安培力大小相等時(shí)，處于穩(wěn)定的流速，此時(shí)：
F_f=kv=BIb
所以：v=$\frac{BIb}{k}$
此時(shí)安培力的推力產(chǎn)生的功率：P=Fv=BIb•$\frac{BIb}{k}$=$\frac{{B}^{2}^{2}{I}^{2}}{k}$
即電磁泵的功率．故C錯(cuò)誤，D正確．
故選：BD

點(diǎn)評(píng) 本題是物理學(xué)的知識(shí)在日常生活中的應(yīng)用的問題，屬于結(jié)合左手定則考查安培力的計(jì)算，解答的關(guān)鍵是正確判斷出導(dǎo)電液體受到的阻力與安培力大小相等時(shí)，處于穩(wěn)定的流速．