Question

5．一塊橫截面為矩形的金屬導(dǎo)體的寬度為b，厚度為d，將導(dǎo)體置于一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于側(cè)面，如圖所示．當(dāng)在導(dǎo)體中通以圖示方向的電流I時(shí)，在導(dǎo)體的上下表面間用電壓表測得的電壓為U_H，已知自由電子的電量為e，則下列判斷正確的是（　�。�

• A． 用電壓表測U_H時(shí)，電壓表的“+”接線柱接下表面
• B． 導(dǎo)體內(nèi)自由電子只受洛倫茲力作用
• C． 該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為$\frac{BI}{{eb{U_H}}}$
• D． 金屬導(dǎo)體的厚度d越大，U_H越小

Answer 1

分析 定向移動(dòng)的電子受到洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在上下表面間形成電勢差，電子到達(dá)的表面帶負(fù)電，導(dǎo)致兩表面形成電場．最終電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，根據(jù)平衡求出感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，及單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)．

解答 解：A、由圖，磁場方向向里，電流方向向右，則電子向左移動(dòng)，根據(jù)左手定則，電子向上表面偏轉(zhuǎn)，則上表面得到電子帶負(fù)電，那么下表面帶上正電，所以電壓表的“+”接線柱接下表面，故A正確；
B、定向移動(dòng)的電子受到洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在上下表面間形成電勢差，最終電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)e$\frac{UH}kiozraw$=eBv，再由I=neSv=nebdv，得導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為：n=$\frac{BI}{ebUH}$，故C正確；
D、根據(jù)電場力與洛倫茲力平衡，則有：e$\frac{UH}qv4qae1$=eBv，解得：UH=Bdv，則金屬導(dǎo)體的厚度d越大，U_H越大，故D錯(cuò)誤．
故選：AC．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握洛倫茲力的偏轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致兩表面出現(xiàn)電勢差，形成電場，產(chǎn)生電場力，以及知道最終電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡的應(yīng)用．