Question

（2013?寧德模擬）2013年4月9日，由清華大學(xué)薛其坤院士率領(lǐng)的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)對(duì)霍爾效應(yīng)的研究取得重大的進(jìn)展．如圖是利用霍爾效應(yīng)制成的污水流量計(jì)的原理圖，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口，有垂直上下底面的勻強(qiáng)磁場B，前后內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板電極．流量Q的污水充滿管道從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓．下列說法中正確的是（　　）

A．后表面比前表面電勢(shì)低

B．污水流量越大，電壓表的示數(shù)越小

C．污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)不變

D．增大所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，電壓表的示數(shù)減小

Answer 1

分析：正負(fù)離子流過時(shí)，會(huì)受到洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，打在前后表面上，通過電荷的正負(fù)判斷電勢(shì)的高度；最終穩(wěn)定后正負(fù)離子受電場力和洛倫茲力處于平衡，根據(jù)平衡關(guān)系求出流量和電壓U的關(guān)系．

解答：解：A、根據(jù)左手定則，知正離子向后表面偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子向前表面偏轉(zhuǎn)，則后表面的電勢(shì)一定高于前表面的電勢(shì)；故A正確；
B、最終離子受電場力和洛倫茲力平衡，有：qvB=q

U

b

，則電勢(shì)差U=vBb；
流量Q=vS=vbc=

Uc

B

；
故：U=

QB

c

，故流量Q越大，電壓越大，故B錯(cuò)誤；
C、U=

QB

c

，故電壓與污水中離子濃度無關(guān)，故C正確；
D、U=

QB

c

，故大所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，電壓表的示數(shù)U將增加，故D錯(cuò)誤；
故選：C．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判斷洛倫茲力的方向，以及知道最終離子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡．