Question

8．如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有自由运动电荷．导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中．当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U．由此可得：该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为（　　）

• A． 若自由运动电荷带正电，则上表面的电势比下表面的低
• B． 若自由运动电荷带负电，则上表面的电势比下表面的低
• C． 其它条件不变的情况下，电压U随电流I的增加而增加
• D． 其它条件不变的情况下，电压U随边长a的增加而增加

Answer 1

分析 定向移动的电子受到洛伦兹力发生偏转，在上下表面间形成电势差，电子到达的表面带负电，电势较低．最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡求出电压的表达式，从而即可求解．

解答 解：A、若自由运动电荷带正电，根据左手定则，正电荷向上表面偏转，下表面得到电子带负电，所以上表面电势高，下表面电势低，故A错误；
B、若自由运动电荷带负电，根据左手定则，负电荷向上表面偏转，所以下表面电势高，上表面电势低，故B正确．
C、根据e$\frac{U}{a}$=evB，而电流微观表达式I=nsev，且s=ab，得U=$\frac{BI}{neb}$，其它条件不变的情况下，电压U随电流I的增加而增加，故C正确；
D、由上分析，可知，U=$\frac{BI}{neb}$，则电压U与边长a无关，D错误．
故选：BC．

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．