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如图所示,有电流I流过长方体金属块,金属块宽度为d,高为b,有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里,金属块单位体积内的自由电子数为n,试问金属块上、下表面哪面电势高?

题目详情
如图所示,有电流I流过长方体金属块,金属块宽度为d,高为b,有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里,金属块单位体积内的自由电子数为n,试问金属块上、下表面哪面电势高?电势差是多少?
▼优质解答
答案和解析
当电子在金属导体中定向移动时,受到洛伦兹力会向上表面聚集,下表面剩余等量的正电荷,在导体中形成电场,其中上表面带负电荷,电势低,随着正、负电荷的不断向下、上表面积累,电场增强,当运动电荷所受电场力与洛伦兹力平衡时,即qE=qvB时,电荷将不再向上或向下偏转,上、下表面间形成稳定电压
因为自由电荷为电子,故由左手定则可判定电子向上偏,则上表面聚集负电荷,下表面带有等量的正电荷,故下表面电势高,设其稳定电压为U
当运动电荷所受电场力与洛伦兹力平衡时,即
又因为导体中的电流I=neSv=nevbd

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