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精英家教网如图所示,X1、X2,Y1、Y2,Z1、Z2分别表示导体板左、右,上、下,前、后六个侧面,将其置于垂直Z1、Z2面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中,当电流I通过导体板时,在导体板的两侧面之间产生霍耳电压UH.已知电流I与导体单位体积内的自由电子数n、电子电荷量e、导体横截面积S和电子定向移动速度v之间的关系为I=neSv.实验中导体板尺寸、电流I和磁感应强度B保持不变,下列说法正确的是(  )
A、导体内自由电子只受洛伦兹力作用
B、UH存在于导体的Z1、Z2两面之间
C、单位体积内的自由电子数n越大,UH越小
D、通过测量UH,可用R=
U
I
求得导体X1、X2两面间的电阻
分析:由于磁场的作用,电子受洛伦兹力,向Y2面聚集,在Y1、Y2平面之间累积电荷,在Y1、Y2之间产生了匀强电场;电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡状态.
解答:解:A、由于磁场的作用,电子受洛伦兹力,向Y2面聚集,在Y1、Y2平面之间累积电荷,在Y1、Y2之间产生了匀强电场,故电子也受电场力,故A错误;
B、电子受洛伦兹力,向Y2面聚集,在Y1、Y2平面之间累积电荷,在Y1、Y2之间产生了电势差UH,故B错误;
C、电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡状态,有:
qvB=qE
其中:E=
UH
d
(d为Y1、Y2平面之间的距离)
根据题意,有:
I=neSv
联立得到:
UH=Bvd=B
I
neS
d
∝
1
n
,故单位体积内的自由电子数n越大,UH越小,故C正确;
D、由于UH=B
I
neS
d
,与导体的电阻无关,故D错误;
故选:C.
点评:本题关键明确附加电压的产生原理,磁场的作用使电子受洛伦兹力,向Y2面聚集,在Y1、Y2平面之间累积电荷,在Y1、Y2之间产生了匀强电场;不难.
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