单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量(以下简称流量)。有一种利用电磁原理测量非磁性导电液体(如自来水、啤酒等)流量的装置,称为电磁流量计,它主要由将流
◎ 题目
单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量(以下简称流量)。有一种利用电磁原理测量非磁性导电液体(如自来水、啤酒等)流量的装置,称为电磁流量计,它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。 传感器的结构如图所示,圆筒形测量管内壁绝缘,其上装有一对电极a和c,a、c间的距离等于测量管内径D,测量管的轴线与a、c的连线方向以及通电线圈产生的磁场方向三者相互垂直,当导电液体流过测量管时,在电极a、c间出现感应电动势E,并通过与电极连接的仪表显示出液体的流量Q。设磁场均匀恒定,磁感应强度为B。 |
(1)已知D=0.40 m,B=2.5×10-3 T,Q=0.12 m3/s,设液体在测量管内各处流速相同,试求E的大小(π取3.0); (2)一新建供水站安装了电磁流量计,在向外供水时流量本应显示为正值,但实际显示却为负值。经检查,原因是误将测量管接反了,即液体由测量管出水口流入,从入水口流出。因水已加压充满管道,不便再将测量管拆下重装,请你提出使显示仪表的流量指示变为正值的简便方法; (3)显示仪表相当于传感器的负载电阻,其阻值记为R。a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率的变化而变化,从而会影响显示仪表的示数。试以E、R、r为参量,给出电极a、c间输出电压U的表达式,并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。 |
◎ 答案
解:(1)导电液体通过测量管时,相当于导线做切割磁感线的运动。在电极a、c间切割磁感线的液柱长度为D,设液体的流速为v,则产生的感应电动势为E=BDv ① 由流量的定义,有 ② ①、②式联立解得 代入数据得 (2)能使仪表显示的流量变为正值的方法简便、合理即可。如:改变通电线圈中电流的方向,使磁场B反向;或将传感器输出端对调接入显示仪表 (3)传感器和显示仪表构成闭合电路,由闭合电路欧姆定律 输入显示仪表的是a、c间的电压U,流量示数和U一一对应。E与液体电阻率无关,而r随电阻率的变化而变化,由③式可看出,r变化相应地U也随之变化。在实际流量不变的情况下,仪表显示的流量示数会随a、c间的电压U的变化而变化,增大R,使R>>r,则U≈E,这样就可以降低液体电阻率变化对显示仪表流量示数的影响 |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量(以下简称流量)。有一种利用电磁原理测量非磁性导电液体(如自来水、啤酒等)流量的装置,称为电磁流量计,它主要由将流…”主要考查了你对 【带电粒子在复合场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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下一篇:图为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B=2.0×10-3T,在x轴上距坐标原点L=0.50m的P处为粒子的入射口,在y轴
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