Question

據(jù)報道，我國最近實施的“雙星”計劃發(fā)射的衛(wèi)星中放置一種磁強計，用于完成測定地磁場的磁感應(yīng)強度等研究項目．磁強計的原理如圖所示，電路中有一段金屬導(dǎo)體，它的橫截面積是寬為a，高為b的長方形，使磁場沿z軸正方向穿過導(dǎo)體，導(dǎo)體中通有沿y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，電子電量為e．金屬導(dǎo)電過程中，自由電子做定向移動可視為勻速運動．
（1）金屬導(dǎo)體前后兩個側(cè)面（x=a為前側(cè)面，x=0為后側(cè)面）哪個電勢較高？
（2）在實現(xiàn)上述穩(wěn)定狀態(tài)之后，如果再進一步測出該金屬導(dǎo)體前后兩個側(cè)面間的電勢差為U，若通過導(dǎo)體內(nèi)的磁場可以認為是勻強的，則由此求出磁感應(yīng)強度B的大小為多少？

Answer 1

（1）由左手定則可判知，運動電荷所受洛侖茲力沿x軸正方向，即電子偏向前側(cè)面，所以后側(cè)電勢高．   
（2）∵電子勻速直線運動，∴F_洛=f_洛即：e

U

a

=Bev
又：I=neabv  
聯(lián)解上式得：B=

nebU

I

答：（1）金屬導(dǎo)體前后兩個側(cè)面后側(cè)電勢較高；
（2）磁感應(yīng)強度B的大小為B=

nebU

I

．