如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A'之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应，实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为 ，式中的比例系数k称为霍尔系数。 |
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| 霍尔效应可解释如下：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，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力。当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体扳上下两侧之问就会形成稳定的电势差。 设电流I是由电子的定向移动形成的，电子的平均定向移动速度为v，电荷量为e，回答下列问题： （1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势_________下侧面A'的电势。（填“高于”“低于”或“等于”） （2）电子所受的洛伦兹力的大小为_________。 （3）当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为_________。 （4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数为k=  ，其中n代表导体板单位体积内电子的个数。 |