Question

【題目】如圖是霍爾元件工作原理示意圖，一段長方體形導電材料，左右兩端面的邊長都為a和b，其中自由運動電荷的帶電量大小為q。導電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強磁場中，磁感應強度大小為B。當通以從左到右的穩恒電流I時，測得導電材料上、下表面之間的電壓為U，且上表面的電勢比下表面的低。由此可得該導電材料的自由運動電荷為_____（填“正”或“負”）電荷，單位體積內自由運動電荷數等于______。

Answer 1

【答案】負

【解析】

上表面的電勢比下表面的低，可知上表面帶負電，下表面帶正電，根據左手定則判斷自由運動電荷的電性。抓住電荷所受的洛倫茲力和電場力平衡求出電荷的移動速度，從而得出單位體積內自由運動的電荷數。

[1]因為上表面的電勢比下表面的低，根據左手定則，知道移動的電荷為負電荷；

[2]因為：

解得：

因為電流：

解得：