1、1七、电解液导电与固体导电的比较电解液中的自由电荷既有正电荷,又有负电荷,但固体导体中的自由电荷只有电子,因此二者通入电流并加上垂直于电流方向的磁场后,会有不同的效果。例 11 如图所示,长方体容器的三条棱的长度分别为 a、b、h,容器内装有 NaCl 溶液,单位体积内钠离子数为 n,容器的左、右两壁为导体板,将它们分别接在电源的正、负极上,电路中形成的电流为 I,整个装置处于垂直于前后表面的磁感应强度为 B 的匀强磁场中,则液体的上、下两表面间的电势差为( )A.0 B. C. D.BIneb BInea 2BIneb答案 A解析 在磁场力作用下正、负电荷都聚集在上表面,所以液体的上、下两表
2、面间的电势差为 0。例 12 (多选)在某次发射科学实验卫星“双星”中,放置了一种磁强计,用于测定地磁场的磁感应强度。磁强计的原理如图所示,电路中有一段金属导体,它的横截面是宽为 a、高为 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、大小为 I 的电流。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,自由电子做定向移动可视为匀速运动。测出金属导体前、后两个侧面间的电势差为 U。则下列说法正确的是( )A.前侧面电势高于后侧面B.后侧面电势高于前侧面C.磁感应强度的大小为 B=nebUID.磁感应强度的大小为 B=2nebUI答案 BC解
3、析 金属导体中有自由电子。当电流形成时,金属导体内的自由电子逆着电流的方向做定向移动。由左手定则可知,自由电子受到的洛伦兹力沿 z 轴正方向,自由电子向前侧面偏转,故后侧面电势高于前侧面,A 项错误,B 项正确;设自由电子匀速运动的速度为 v,则由电流的微观表达式有 I=neabv,金属2导体前、后两个侧面间的电场强度 E= ,达到稳定状态时,自由电子所受洛伦兹力与电场力平衡,则有UaevB=eE,解得磁感应强度的大小为 B= ,C 项正确,D 项错误。nebUI反思总结例 11 中的正、负离子均向同一表面移动,正、负离子的总电荷量为零,例 12 中移动的电荷只有电子,移走电子后,会留下等量的正电荷,故例 11 和例 12 乍看起来“相似”,但本质不同,在考查例 11 的过程中,很多同学都将其视为例 12 问题致错。
