Question

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为多少？并说明哪个面的电势高．

Answer 1

答案：
解析：

正确解答：铜块的电流的方向向右，铜块内的自由电子的定向移动的方向向左．用左手定则判断：四指指向电子运动的反方向，磁感线穿过手心，大拇指所指的方向为自由电子的受力方向．图为自由电子受力的示意图． 　　随着自由电子在上极板的聚集，在上、下极板之间形成一个“下正上负”的电场，这个电场对自由电子产生作用力，作用力方向与自由电子刚进入磁场时所受的洛仑兹力方向相反．当电场强度增加到使电场力与洛仑兹力平衡时，自由电子不再向上表面移动．在铜块的上、下表面形成一个稳定的电势差U．研究电流中的某一个自由电子，其带电量为e，根据牛顿第二定律有 　　 　　由电流的微观表达式I＝neSv＝nedLv． 　　 　　小结：本题的特点是物理模型隐蔽．按照一部分同学的理解，这就是一道安培力的题目，以为伸手就可以判断安培力的方向．仔细分析电荷在上、下两个表面的聚集的原因，才发现是定向移动的电荷受到洛仑兹力的结果．因此，深入分析题目中所叙述的物理过程，挖出隐含条件，方能有正确的思路