Question

將導(dǎo)體放在沿x方向的勻強(qiáng)磁場中，并通有沿y方向的電流時，在導(dǎo)體的上下兩側(cè)面間會出現(xiàn)電勢差，此現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)．利用霍爾效應(yīng)的原理可以制造磁強(qiáng)計，測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度．磁強(qiáng)計的原理如圖所示，電路中有一段金屬導(dǎo)體，它的橫截面為邊長等于a的正方形，放在沿x正方向的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)體中通有沿y方向、電流強(qiáng)度為I的電流，已知金屬導(dǎo)體單位體積中的自由電子數(shù)為n，電子電量為e，金屬導(dǎo)體導(dǎo)電過程中，自由電子所做的定向移動可以認(rèn)為是勻速運(yùn)動，測出導(dǎo)體上下兩側(cè)面間的電勢差為U．則（1）導(dǎo)體上側(cè)面的電勢

 

下側(cè)面A的電勢（填“高于”、“低于”或“等于”）．（2）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為

 

．

Answer 1

分析：根據(jù)左手定則判斷出電子的偏轉(zhuǎn)方向，從而確定電勢的高低．
抓住電子受到的洛倫茲力等于電場力，結(jié)合電流的微觀表達(dá)式求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小．

解答：解：根據(jù)左手定則知，電子向下側(cè)偏轉(zhuǎn)，則導(dǎo)體下表面電勢較低，上側(cè)電勢高．
自由電子做定向移動，視為勻速運(yùn)動，速度設(shè)為v，則單位時間內(nèi)前進(jìn)的距離為v，對應(yīng)體積為va²，此體積內(nèi)含有的電子個數(shù)為：nva²，電量為：neva²
有I=

△q

△t

=

△q

1

=nea²v
電子受電場力和洛倫茲力平衡，有e

U

a

=Bev
解得：B=

Unea

I

故答案為：高于，

Unea

I

．

點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判定洛倫茲力的方向，以及知道最終電子受電場力和洛倫茲力處于平衡．