Question

目前有一種磁強(qiáng)計(jì)，用于測(cè)定地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．磁強(qiáng)計(jì)的原理如右圖所示，電路有一段金屬導(dǎo)體，它的橫截面是寬為a、高為b的長(zhǎng)方形，放在沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體中通有沿x軸正方向、大小為I的電流．已知金屬導(dǎo)體單位體積中的自由電子數(shù)為n，電子電荷量為e，金屬導(dǎo)電過(guò)程中，自由電子所做的定向移動(dòng)可視為勻速運(yùn)動(dòng)．兩電極M、N均與金屬導(dǎo)體的前后兩側(cè)接觸，用電壓表測(cè)出金屬導(dǎo)體前后兩個(gè)側(cè)面間的電勢(shì)差為U．則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和電極M、N的正負(fù)為（　�。�

• A、

  nebU

  I

  ，M正、N負(fù)
• B、

  neaU

  I

  ，M正、N負(fù)
• C、

  neaU

  I

  ，M負(fù)、N正
• D、

  nebU

  I

  ，M負(fù)、N正

Answer 1

分析：根據(jù)左手定則判斷出電子的偏轉(zhuǎn)方向，從而確定電勢(shì)的高低．
抓住電子受到的洛倫茲力等于電場(chǎng)力，結(jié)合電流的微觀表達(dá)式求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大�。�

解答：解：根據(jù)左手定則知，電子向外側(cè)偏轉(zhuǎn)，則導(dǎo)體M極為負(fù)極，N極為正極．
自由電子做定向移動(dòng)，視為勻速運(yùn)動(dòng)，速度設(shè)為v，則單位時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離為v，對(duì)應(yīng)體積為vab，此體積內(nèi)含有的電子個(gè)數(shù)為：nva²，電量為：neva²
有I=

△q

△t

=

△q

1

=nea²v
電子受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，有e

U

a

=Bev
解得：B=

Unea

I

，故D正確，ABC錯(cuò)誤；
故選：D．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判定洛倫茲力的方向，以及知道最終電子受電場(chǎng)力和洛倫茲力處于平衡．