Question

15．如图所示，有电流I流过长方体金属块，金属块宽度为d，高为b，有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里，金属块单位体积内的自由电子数为n，则金属块下面电势高，电势差是$\frac{BI}{ned}$．

Answer 1

分析 根据左手定则判断电子的偏转方向，从而确定金属块上下表面电势的高低；根据电子所受的电场力和洛伦兹力平衡，结合电流的微观表达式求出金属块上下表面的电势差．

解答 解：电流方向向右，则电子运动方向向左，根据左手定则知，电子向上表面偏转，则上表面带负电，下表面带正电，即金属块下表面的电势比上表面电势高．
根据I=nevS=nevdh，解得：v=$\frac{I}{nedh}$，根据evB=e$\frac{U}{h}$得金属块上下表面的电势差为：U=vBh=$\frac{BI}{ned}$；
故答案为：下，$\frac{BI}{ned}$

点评 解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡．