本题考查带电粒子在电场和磁场组成的复合场中的运动情况,要求学生的综合分析能力较强.导电材料上表面的电势比下表面的低,故导电材料内部的电场方向为竖直向上.由于电流方向为水平向右,假设运动电荷为正电荷,则由左手定则可知电荷受到的洛伦兹力竖直向上,而运动电荷受到的电场力也竖直向上,不能平衡,所以运动电荷不是正电荷,即该电荷一定是负电荷.取长为l的这段导电材料进行分析,电荷通过这段导电材料所用的时间为t,则自由运动电荷运动的速度
;时间t内通过的电荷量Q=It,导电材料内部的电场
.根据自由运动电荷水平通过导电材料时受力平衡,即受到的电场力等于洛伦兹力,所以
,代入后有:
,所以
.在这段导电材料中,所含自由电荷的个数
,而这段材料的体积
,所以该导电材料单位体积内自由运动电荷数
,选项C正确.