问题 问答题

据报道,我国最近实施的“双星”计划发射的卫星中放置一种磁强计,用于完成测定地磁场的磁感应强度等研究项目.磁强计的原理如图所示,电路中有一段金属导体,它的横截面积是宽为a,高为b的长方形,使磁场沿z轴正方向穿过导体,导体中通有沿y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.

(1)金属导体前后两个侧面(x=a为前侧面,x=0为后侧面)哪个电势较高?

(2)在实现上述稳定状态之后,如果再进一步测出该金属导体前后两个侧面间的电势差为U,若通过导体内的磁场可以认为是匀强的,则由此求出磁感应强度B的大小为多少?

答案

(1)由左手定则可判知,运动电荷所受洛仑兹力沿x轴正方向,即电子偏向前侧面,所以后侧电势高.   

(2)∵电子匀速直线运动,∴F=f即:e

U
a
=Bev

又:I=neabv  

联解上式得:B=

nebU
I

答:(1)金属导体前后两个侧面后侧电势较高;

(2)磁感应强度B的大小为B=

nebU
I

选择题
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