题目内容
【题目】利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n,现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b,厚为d,并加有与侧面垂直的匀强磁场B,当通以图示方向电流I时,在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U.已知自由电子的电荷量为e,则下列判断正确的是 ( )
A.上表面电势高
B.下表面电势高
C.该导体单位体积内的自由电子数为
D.该导体单位体积内的自由电子数为
【答案】B,D
【解析】解:A、电流方向水平向右,则自由电子的运动方向水平向左,根据左手定则,电子向上偏,上表面得到电子带负电,下表面失去电子带正电.所以下表面的电势高.A不符合题意,B符合题意.
C、电流的微观表达式为I=nevS,n表示单位体积内的电子数,S表示横截面积,则n= .最终电子受电场力和洛伦兹力处于平衡,有: ,则v= .所以n= .D符合题意,C不符合题意.
所以答案是:BD.
【考点精析】关于本题考查的洛伦兹力和感应电流的方向,需要了解洛伦兹力始终垂直于v的方向,所以洛伦兹力一定不做功;通电导体在磁场中受力方向:跟电流方向和磁感线方向有关.(左手定则)才能得出正确答案.
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