Question

4．如图所示，一块铜块左右两面接入电路中．有电流I自左向右流过铜块，当一磁感应强度为B的匀强磁场垂直前表面穿入铜块，从后表面垂直穿出时，在铜块上、下两面之间产生电势差，若铜块前、后两面间距为d，上、下两面间距为l．铜块单位体积内的自由电子数为n，电子电量为e，求铜板上、下两面之间的电势差U为$\frac{BI}{ned}$，下表面的电势更高．

Answer 1

分析 根据左手定则判断电子的偏转方向，从而确定金属块上下表面电势的高低；根据电子所受的电场力和洛伦兹力平衡，结合电流的微观表达式求出金属块上下表面的电势差．

解答 解：根据左手定则知，电子向上表面偏转，则上表面带负电，下表面带正电，即金属块上表面的电势比下表面电势低．
根据I=nevS=nevdl，解得：v=$\frac{I}{nedl}$，
根据evB=e$\frac{U}{l}$ 得金属块上下表面的电势差为：U=vBh=$\frac{BI}{ned}$．
故答案为：$\frac{BI}{ned}$，下表．

点评 解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡．