题目
截面积为S、截面形状为矩形的直的金属条中通有电流I.金属条放在磁感强度为B的匀-|||-强磁场中,B的方向垂直于金属条的左、右侧面(如图所示).在图示情况下金属条的上侧-|||-面将积累 __ 电荷,载流子所受的洛伦兹力 _(m)= __ (金属中单位体积内载-|||-流子数为n)-|||-B-|||-1-|||-B
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定电荷积累方向
在金属条中，电流I是由载流子（电子）的定向运动形成的。当金属条置于垂直于其左、右侧面的匀强磁场B中时，载流子会受到洛伦兹力的作用。根据左手定则，载流子（电子）受到的洛伦兹力方向垂直于电流方向和磁场方向，因此载流子会向金属条的下侧面偏移，导致上侧面积累负电荷。
步骤 2：计算载流子所受的洛伦兹力
载流子所受的洛伦兹力公式为 ${f}_{m} = qvB$，其中q是载流子的电荷量，v是载流子的平均漂移速度，B是磁场强度。由于电流I = nqSv，其中n是单位体积内载流子数，S是金属条的截面积，v是载流子的平均漂移速度，因此载流子的平均漂移速度 $v = \frac{I}{nqS}$。将v代入洛伦兹力公式，得到 ${f}_{m} = q \frac{I}{nqS} B = \frac{IB}{nS}$。
在金属条中，电流I是由载流子（电子）的定向运动形成的。当金属条置于垂直于其左、右侧面的匀强磁场B中时，载流子会受到洛伦兹力的作用。根据左手定则，载流子（电子）受到的洛伦兹力方向垂直于电流方向和磁场方向，因此载流子会向金属条的下侧面偏移，导致上侧面积累负电荷。
步骤 2：计算载流子所受的洛伦兹力
载流子所受的洛伦兹力公式为 ${f}_{m} = qvB$，其中q是载流子的电荷量，v是载流子的平均漂移速度，B是磁场强度。由于电流I = nqSv，其中n是单位体积内载流子数，S是金属条的截面积，v是载流子的平均漂移速度，因此载流子的平均漂移速度 $v = \frac{I}{nqS}$。将v代入洛伦兹力公式，得到 ${f}_{m} = q \frac{I}{nqS} B = \frac{IB}{nS}$。