3.
在研究某些物理问题时,有很多物理量难以直接测量,我们可以根据物理量之间的定量关系和各种效应,把不容易测量的物理量转化成易于测量的物理量.
金属导体板垂直置于匀强磁场中,当电流通过导体板时,外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成电场,该电场对运动的电子有静电力的作用,当静电力与洛伦兹力达到平衡时,在导体板这两个表面之间就会形成稳定的电势差,这种现象称为霍尔效应\(.\)利用霍尔效应可以测量磁场的磁感应强度.
如图所示,若磁场方向与金属导体板的前后表面垂直,通过如图所示的电流\(I\),可测得导体板上、下表面之间的电势差为\(U\),且下表面电势高\(.\)已知导体板的长、宽、高分别为\(a\)、\(b\)、\(c\),电子的电荷量为\(e\),导体中单位体积内的自由电子数为\(n.\)求:
\((1)\)导体中电子定向运动的平均速率\(v\);
\((2)\)磁感应强度\(B\)的大小和方向.