5.医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的。使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图所示。由于血液中的正、负离子随血流一起在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时,血管内部的电场可看作是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中,两触点的距离为3.0 mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160 μV,磁感应强度的大小为0.040 T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为(　　)

A.1.3 m/s,a正、b负　　　　 B.2.7 m/s,a正、b负

C.1.3 m/s,a负、b正 D.2.7 m/s,a负、b正

解析:由左手定则知,正离子在磁场中受到洛伦兹力作用向上偏转,负离子在磁场中受到洛伦兹力作用向下偏转,因此电极a为正极、b为负极;稳定时,血液中的离子受的电场力和磁场力平衡,有qE=qvB,v=E/B=U/Bd≈1.3m/s。

答案:A

二、非选择题（一）

6.质谱仪原理如图所示,a为粒子加速器,电压为U1;b为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;c为偏转分离器,磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为q的正电子(不计重力),经加速后,该粒子恰能通过速度选择器,粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动。求:

(1)粒子的速度v。

(2)速度选择器的电压U2。

(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R。

解析:根据动能定理可求出速度v,根据电场力和洛伦兹力相等可得到U2,再根据电子在磁场中做匀速圆周运动的知识可求得半径R。

　　(1)在a中,正电子被加速电场U加速,由动能定理有qU1=1/2mv2,得v=√((2qU_1)/m)。

(2)在b中,正电子受到的电场力和洛伦兹力大小相等,即qU_2/d=qvB1,代入v值,得U2=B1d√((2qU_1)/m)。