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高中物理
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综合题
1.
(2020高三上·朝阳期末)
工业上常用电磁流量计来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量Q(单位时间内流过管道横截面的液体体积)。它的优点是测量范围宽、反应快、易与其他自动控制装置配套。如图是电磁流量计的示意图。圆形管道由非磁性材料制成,空间有匀强磁场。当管道中的导电液体流过磁场区域时,用仪表测量出放置在管道壁上的M、N两个电极间的电势差,就可以知道管道中液体的流量Q。已知电极M、N间的距离等于管道的直径d,磁感应强度为B。假定管道中各处液体的流速相同,且液体始终充满整个管道。
(1) 当液体流动方向如图所示时,仪表显示本应为正值,但实际显示却为负值,请问可能是什么原因?在不重新拆装电磁流量计的情况下,请你提出使仪表指示为正值的简便方法;
(2) 仪表自身一般有电阻,将其值记为R。M、N之间的导电液体的电阻记为r,r随导电液体电阻率的变化而变化,若不接仪表时电极M、N间的电势差为U,接仪表时电极间的电势差为
,试推导
与流量Q的关系式并分析说明、如何降低仪表对测量流量带来的影响;
(3) 为电磁流量计提供工作磁场叫励磁,电磁流量计在使用过程中,不同的励磁方式会产生不同的干扰信号,这些干扰信号与有用的信号混杂在一起,会干扰电压的测量。例如长时间的稳恒磁场会产生极化干扰,而正弦交流磁场易产生正交干扰,请结合上述信息,提出一个合理的励磁方式(可画出B-t图像),从而降低上述两种干扰。
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