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    如图10-20所示.一块铜块左右两面接入电路中.有电流I自左向右流过铜块.当一磁感应强度为B的匀强磁场垂直前表面穿入铜块.从后表面垂直穿出时.在铜块上.下两面之间产生电势差.若铜块前.后两面间距为d.上.下两面间距为l.铜块单位体积内的自由电子数为n.电子电量为e.求铜板上.下两面之间的电势差U为多少?并说明哪个面的电势高. [错解]电流自左向右.用左手定则判断磁感线穿过手心四指指向电流的方向.正电荷受力方向向上.所以正电荷聚集在上极板.随着正负电荷在上.下极板的聚集.在上.下极板之间形成一个电场.这个电场对正电荷产生作用力.作用力方向与正电荷刚进入磁场时所受的洛伦兹力方向相反.当电场强度增加到使电场力与洛伦兹力平衡时.正电荷不再向上表面移动.在铜块的上.下表面形成一个稳定的电势差U.研究电流中的某一个正电荷.其带电量为q.根据牛顿第二定律有 由电流的微观表达式I=nqSv 由几何关系可知 S=dl [错解原因]上述解法错在对金属导电的物理过程理解上.金属导体中的载流子是自由电子.当电流形成时.导体内的自由电子逆着电流的方向做定向移动.在磁场中受到洛伦兹力作用的是自由电子. [分析解答]铜块的电流的方向向右.铜块内的自由电子的定向移动的方向向左.用左手定则判断:四指指向电子运动的反方向.磁感线穿过手心.大拇指所指的方向为自由电子的受力方向.图10-21为自由电子受力的示意图. 随着自由电子在上极板的聚集.在上.下极板之间形成一个“下正上负 的电场.这个电场对自由电子产生作用力.作用力方向与自由电子刚进入磁场时所受的洛伦兹力方向相反.当电场强度增加到使电场力与洛伦兹力平衡时.自由电子不再向上表面移动.在铜块的上.下表面形成一个稳定的电势差U.研究电流中的某一个自由电子.其带电量为e.根据牛顿第二定律有 由电流的微观表达式I=neSv=nedlv. [评析]本题的特点是物理模型隐蔽.按照一部分同学的理解.这就是一道安培力的题目.以为伸手就可以判断安培力的方向.仔细分析电荷在上.下两个表面的聚集的原因.才发现是定向移动的电荷受到洛伦兹力的结果.因此.深入分析题目中所叙述的物理过程.挖出隐含条件.方能有正确的思路. 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

     如图10-20所示，一块铜块左右两面接入电路中。有电流I自左向右流过铜块，当一磁感应强度为B的匀强磁场垂直前表面穿入铜块，从后表面垂直穿出时，在铜块上、下两面之间产生电势差，若铜块前、后两面间距为d，上、下两面间距为l。铜块单位体积内的自由电子数为n，电子电量为e，求铜板上、下两面之间的电势差U为多少？

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     如图10-20所示，一块铜块左右两面接入电路中。有电流I自左向右流过铜块，当一磁感应强度为B的匀强磁场垂直前表面穿入铜块，从后表面垂直穿出时，在铜块上、下两面之间产生电势差，若铜块前、后两面间距为d，上、下两面间距为l。铜块单位体积内的自由电子数为n，电子电量为e，求铜板上、下两面之间的电势差U为多少？

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