题目内容
在某次发射科学实验卫星“双星”中，放置了一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度．磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流．已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e．金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动．测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U．则下列说法正确的是（ ）| A、电流方向沿x轴正方向，正电荷受力方向指向前侧面，因此前侧面电势较高 | ||
| B、电流方向沿x轴正方向，电子受力方向指向前侧面，因此前侧面电势较高 | ||
C、磁感应强度的大小为B=
| ||
D、磁感应强度的大小为B=
|
分析：电子定向移动形成电流，根据电流的方向得出电子定向移动的方向，根据左手定则，判断出电子的偏转方向，在前后两侧面间形成电势差，最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下平衡，根据平衡求出磁感应强度的大小．
解答：解：A、B、电子定向移动的方向沿x轴负向，所以电子向前表面偏转，则前表面带负电，后表面失去电子带正电，后侧面的电势较高，故AB错误．
C、D、当金属导体中自由电子定向移动时受洛伦兹力作用向前侧面偏转，使得前后两侧面间产生电势差，当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时，前后两侧面间产生恒定的电势差．因而可得
=Bev，
q=n（abvt）e
I=
=nevs
由以上几式解得磁场的磁感应强度：B=
，故C正确，D错误
故选：C
C、D、当金属导体中自由电子定向移动时受洛伦兹力作用向前侧面偏转，使得前后两侧面间产生电势差，当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时，前后两侧面间产生恒定的电势差．因而可得
| eU |
| a |
q=n（abvt）e
I=
| q |
| t |
由以上几式解得磁场的磁感应强度：B=
| nebU |
| I |
故选：C
点评：解决本题的关键会利用左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道稳定时电荷所受的洛伦兹力和电场力平衡．
练习册系列答案
全能测控期末小状元系列答案
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[物理--选修3-5]
