题目内容

4.用如图所示的装置可以测量磁感应强度B的值,取一长方体金属块置于匀强磁场中,磁场方向垂直于金属块前后两个侧面,左右两侧面接入电路中,测得流过长方体金属块的电流大小为I,用理想电压表测得长方体上下两表面的电势差大小为U,已知长方体金属块的长、宽、高分别为a、b、c,查得该金属材料单位体积内的自由电子数为n,电子的电荷量为e,则可以测出磁感应强度B的值为$\frac{enbU}{I}$.

分析 由电流的微观表达式求出电子的平均速率,应用平衡条件求出磁感应强度大小,从而即可求解.

解答 解:由电流定义式:I=$\frac{△q}{△t}$=$\frac{enbcv•△t}{△t}$=enbcv,
则电子平均速率:v=$\frac{I}{enbc}$;
电子通过金属板,电子受到的电场力与洛伦兹力大小相等,方向相反,
则:evB=e$\frac{U}{c}$,
磁感应强度:B=$\frac{enbU}{I}$,
故答案为:$\frac{enbU}{I}$.

点评 本题考查了求电子的速率、磁感应强度,应用电流的微观表达式、平衡条件、左手定则即可正确解题.

练习册系列答案
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13.某同学利用如图甲所示的装置验证动能定理.固定并调整斜槽,使它的末端O点的切线水平,在水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸.将小球从不同的标记点由静止释放,记录小球到达斜槽底端时下落的高度H,并根据落点位置测量出小球平抛的水平位移x,改变小球在斜槽上的释放位置,进行多次测量,记录数据如下:
高度Hh2h3h4h5h6h7h8h9h
水平位移x5.59.111.714.215.917.619.020.621.7
(1)小球质量为m,斜槽与水平槽均由特殊材料制成,可视为光滑面,斜槽底端离地的高度为y,重力加速度为g.小球从斜槽上滑下至斜槽末端的过程中,合外力的总功W=mgH;动能该变量△Ek=$\frac{mg{x}^{2}}{4y}$.

(2)以H为横坐标,以x2为纵坐标,在坐标纸上描点作图,如图(乙)所示;若为一条倾斜的直线,则可以得出结论:在实验误差允许范围内,小球运动到斜槽底端的过程中,合力对小球所做的功等于小球动能的增量.
(3)受该实验方案的启发,某同学改用图丙的装置实验.他将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一位置固定,仍将小球从不同的标记点由静止释放,记录小球到达斜槽底端时下落的高度H,并测量小球击中木板时平抛下落的高度d,他以d为纵坐标,以$\frac{1}{H}$为横坐标,描点作图,若仍为一条倾斜的直线,也达到了同样的目的.

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