Question

為了利用海洋資源，海洋工作者有時根據(jù)水流切割地磁場所產(chǎn)生的感應電動勢來測量水的流速．假設海洋某地磁場的豎直分量為B=0.5×10^-4T，水流是南北流向．如圖所示將兩個極豎直插入此處海水中，且保持兩電極的連線垂直水流方向．若兩相距L=20m，兩個電極浸入水中的深度為0.6m，與兩電極相連的靈敏電壓表（可以看成理想電表）的讀數(shù)為U=3mV，則海水的流速大小為（　　）

A．2.83m/s

B．3m/s

C．50m/s

D．100m/s

Answer 1

分析：海水向北流動時，海水中的正負離子向北流動，正負粒子受到洛倫茲力作用而向東西方向偏轉，打在兩極板上，在兩極板間形成電場，最終正負離子受電場力和洛倫茲力合力為零時，兩極板間電壓不變，根據(jù)平衡平衡條件求出水的流速．

解答：解：海水中的正負粒子在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉，聚集在兩極板上，在兩極板間形成電場，
當粒子受到的洛倫茲力與電場力合力為零時，兩板間電壓不變，由平衡條件得：
qvB=q

U

L

，則海水的流速v=

U

BL

=

3×10-3V

0.5×10-4T×20m

m/s=3m/s，故B正確；
故選B．

點評：解決本題的關鍵知道海水向北流動時，正負離子向北流動，受到洛倫茲力向東西方向偏轉，打在兩極板上，在兩極板間形成電場，最終正負離子受電場力和洛倫茲力處于平衡．