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一导体材料样品的体积为a×b×c,A'、C、A、C'为其四个侧面,如图所示.已知...

一导体材料样品的体积为a×b×c,A'、C、A、C'为其四个侧面,如图所示.已知导体样品中载流子是自由电子,且单位体积中的自由电子数为n,电阻率为ρ,电子的电荷量为e.沿x方向通有电流I.
(1)导体A'、A两个侧面之间的电压大小为______,导体中自由电子定向移动的速率是______
(2)将该导体样品放在匀强磁场中,磁场方向沿z轴正方向,则导体样品侧面C的电势______侧面C'的电势(填“高于”、“低于”或“等于”).
(3)在(2)中,达到稳定状态时,沿x方向电流仍为I,若测得C、C'两面的电势差为U,计算匀强磁场的磁感应强度.

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(1)根据电阻定律和部分电路的欧姆定律可以求出A、A′之间的电压;由电流的微观表达式:I=nesv,求出电子定向移动的速率; (2)金属导体中移动的是自由电子,当电流的方向水平向右时,电子向左定向移动,受到洛伦兹力发生偏转,根据电子偏转到哪一表面判断电势的高低. (2)当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时,根据电场力与洛伦兹力平衡,结合电流I=nevS,推导出U的大小与I和B以及元件厚度b之间的关系. 【解析】 (1)导体材料的电阻为:,则电压: 由电流的微观表达式:I=nesv,则电子定向移动的速率: (2)根据左手定则,电子向侧面C′运动,C′有了多余的电子,电势低,所以导体的侧面C的电势高于侧面C′的电势. (3)电子受到的洛伦兹力与电场力平衡,有:,得: 故答案为:(1),;(2)高于;(3)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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