Question

【題目】在某次發(fā)射科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“雙星”中，放置了一種磁強(qiáng)計(jì)，用于測定地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度．磁強(qiáng)計(jì)的原理如圖所示，電路中有一段金屬導(dǎo)體，它的橫截面是寬為a、高為b的長方形，放在沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場中，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)電過程中，自由電子做定向移動(dòng)可視為勻速運(yùn)動(dòng)．測出金屬導(dǎo)體前后兩個(gè)側(cè)面間的電勢差為U．則下列說法正確的是（ ）

A. 電流方向沿x軸正方向，正電荷受力方向指向前側(cè)面，因此前側(cè)面電勢較高

B. 電流方向沿x軸正方向，電子受力方向指向前側(cè)面，因此后側(cè)面電勢較高

C. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為

D. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為

Answer 1

【答案】BC

【解析】試題分析：金屬導(dǎo)體中有自由電子．當(dāng)電流形成時(shí)，金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電子逆著電流的方向做定向移動(dòng)．在磁場中受到洛倫茲力作用的是自由電子．由左手定則可知，自由電子受到的洛倫茲力沿z軸正方向，自由電子向前側(cè)面偏轉(zhuǎn)，故后側(cè)面電勢較高，故A錯(cuò)誤，B正確；設(shè)自由電子勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，則由電流的微觀表達(dá)式有I=neabv，金屬導(dǎo)體前后兩個(gè)側(cè)面間的電場強(qiáng)度，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，自由電子所受洛倫茲力與電場力平衡，則有：evB=eE，解得磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為： ，故C正確，D錯(cuò)誤．故選BC