Question

有一种磁强计用于测定地磁场的磁感应强度，原理如图所示。电路有一段金属导体，它的横截面是宽a、高b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向电流I．已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动．两电极M、N均与金属导体的前后两侧接触，用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差U.则磁感应强度的大小和电极M、N的正负为：

A. ，M负、N正             B. ，M正、N负

C. ，M正、N负             D. ，M负、N正

Answer

A

【解析】

试题分析：电子定向移动的方向沿x轴负向，根据左手定则判断可知电子所受的洛伦兹力向外，电子向外表面偏转，则外表面带负电，内表面失去电子带正电，则电极N的电势较高，当金属导体中自由电子定向移动时受洛伦兹力作用向前侧面偏转，使得前后两侧面间产生电势差，当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时，前后两侧面间产生恒定的电势差．因而可得：,且根据电流的微观表达式，

由以上几式解得磁场的磁感应强度：，故选A。

【名师点睛】电子在正交的电磁场中运动，要分析电场力和洛伦兹力的关系，当二者为平衡力时，电子将做匀速直线运动，本题就是利用这个原理，通过测量导体的两个侧面的电压，来计算磁感应强度的。

考点：带电粒子在复合场中的运动。