法国拥有目前世界上最先进的高危病毒实验室——让·梅里厄P4实验室，该P4实验室中进行的实验全程都在高度无接触物理防护性条件下操作，一方面防止实验人员和其他物品携带上病毒，同时也防止病毒释放到环境中。为了无损测量生物实验废弃液体的流量，常用到一种电磁流量计，如图甲所示。其原理可以简化为如图乙所示模型：液体内含有大量正、负离子，从容器右侧流人，左侧流出，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，流量Q在数值上等于单位时间内通过容器横截面的液体的体积。

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1. 法国拥有目前世界上最先进的高危病毒实验室——让·梅里厄P4实验室，该P4实验室中进行的实验全程都在高度无接触物理防护性条件下操作，一方面防止实验人员和其他物品携带上病毒，同时也防止病毒释放到环境中。为了无损测量生物实验废弃液体的流量，常用到一种电磁流量计，如图甲所示。其原理可以简化为如图乙所示模型：液体内含有大量正、负离子，从容器右侧流人，左侧流出，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，流量Q在数值上等于单位时间内通过容器横截面的液体的体积。

(1) 该电磁流量计能用于测量不带电液体的流速吗？

(2) 液体中离子受到的洛伦兹力方向如何？

(3) 当废液稳定流动后，你能计算出M、N两端的电压U吗？废液的流量Q是多少？ (用图乙中的字母表示)

【考点】

左手定则; 洛伦兹力的计算;

【答案】

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综合题普通

如图所示，水平放置的平行金属导轨MN和PQ，相距L=0.50m，导轨左端接一电阻 R=0.20Ω，磁感应强度B=0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ac垂直导轨放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．当ac棒以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：

(1) ac棒中感应电动势的大小；

(2) 回路中感应电流的大小和方向；

(3) 维持ac棒做匀速运动的水平外力F的大小和方向．

综合题普通

对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义．如图所示，质量为m、电荷量为q的铀235离子，从容器A下方的小孔S₁不断飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经过小孔S₂垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做半径为R的匀速圆周运动．离子行进半个圆周后离开磁场并被收集，离开磁场时离子束的等效电流为I．不考虑离子重力及离子间的相互作用．

(1) 求加速电场的电压U；

(2) 求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M；

(3) 实际上加速电压的大小会在U±△U范围内微小变化．若容器A中有电荷量相同的铀235和质量为m’的铀238两种离子，如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离，为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠，则 $\text{[math]}$ 应小于多少？

综合题普通