Question

據(jù)報道，我國最近實施的“雙星”計劃所發(fā)射的衛(wèi)星中放置一種磁強計，用于測定地磁場的磁感應強度等研究項目。磁強計的原理如圖所示，電路中有一段金屬導體，它的橫截面是寬為a、高為b的長方形，放在沿y軸正方向的勻強磁場中，導體中通有沿x軸正方向、電流強度為I的電流。已知金屬導體單位體積中的自由電子數(shù)為n，電子電量為e。金屬導電過程中，自由電子所做的定向移動可視為勻速運動。測出金屬導體前后兩個側(cè)面間的電勢差為U。

（1）金屬導體前后兩個側(cè)面哪個電勢較高？
（2）求磁場磁感應強度B的大小。

Answer 1

（1）后側(cè)面的電勢較高（2）

試題分析：（1）后側(cè)面的電勢較高。
（2）當金屬導體中自由電子定向移動時受洛倫茲力作用向前側(cè)面偏轉(zhuǎn)，使得前后兩側(cè)面間產(chǎn)生電勢差，由此產(chǎn)生的電場阻礙了電子的偏轉(zhuǎn)。當電子所受的電場力與洛倫茲力平衡時，前后兩側(cè)面間產(chǎn)生恒定的電勢差。因而可得
 
 

由以上幾式解得磁場的磁感應強度
點評：解決本題的關鍵會利用左手定則判斷洛倫茲力的方向，以及知道穩(wěn)定時電荷所受的洛倫茲力和電場力平衡．