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题型:填空题
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填空题

如图所示宽度为d、厚度为h的金属板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中,当有电流I通过金属板时,在金属板上侧面A和下侧面间产生电势差,这种现象叫霍尔效应.若金属板内自由电子密度为n,则产生的电势差U=______

正确答案

解析

解:根据左手定则,电子向上偏,所以上侧面得到电子带负电,下侧面失去电子带正电;

最终电子最终达到平衡,有:evB=e

则U=vBd.

电流的微观表达式I=nevS=nevhd.则v=,代入得:

U=Bd=

故答案为:

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题型: 单选题
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单选题

利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域.如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差UCD下列说法中正确的是(  )

A电势差UCD仅与材料有关

B若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势差UCD<0

C仅增大磁感应强度时,电势差UCD可能不变

D在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平

正确答案

B

解析

解:A、由题意可知,CD间存在电势差,之间就存在电场,电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,

设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c,有q=qvB,I=nqvS=nqvbc,则U=.故A、C错误;

B、根据左手定则,电子向C侧面偏转,C表面带负电,D表面带正电,所以D表面的电势高,则UCD<0,B正确.

D、在测定地球两极上方地磁场强弱时,应将元件的工作面保持水平,让磁场垂直通过.故D错误.

故选:B.

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题型: 多选题
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多选题

(2015春•南通校级期末)如图是霍尔元件的工作原理示意图,如果用d表示薄片的厚度,k为霍尔系数,对于一个霍尔元件d、k为定值,如果保持I恒定,则可以验证UH随磁感应强度B的变化情况.以下说法中正确的是(工作面是指较大的平面)(  )

A在测定地球赤道上的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平

B在测定地球两极的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平

C将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面,UH将变大

D改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,UH将发生变化

正确答案

B,C,D

解析

解:A、B、地球赤道上方的地磁场方向水平,两极上方的磁场方向竖直;在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持竖直,在测量两极磁场强弱时,霍尔元件的工作面应水平.故A错误,B正确.

C、电子最终在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,evB=

得:UH=vBL,则将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时,B增大,则UH将变大.故C正确.

D、改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,需将磁场进行分解,在垂直于工作面方向上的磁感应强度小于原磁场磁感应强度的大小,则UH将发生变化.故D正确.

故选:BCD.

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题型: 多选题
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多选题

利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n,现测得:一块横截面为矩形的金属导体的宽为b,厚为d,并加有与侧面垂直的匀强磁场B,当通以图示方向电流I时,在导体上、下表面间用理想电压表可测得电压为U.已知自由电子的电荷量为e,则下列判断正确的是(  )

A上表面电势高

B下表面电势高

C该导体单位体积内的自由电子数为

D该导体单位体积内的自由电子数为

正确答案

B,C

解析

解:A、根据左手定则,电子向上表面偏转,下表面失去电子带正电,所以下表面电势高.故A错误,B正确.

C、再根据e=evB,I=neSv=nebdv,得n=,故C正确,D错误.

故选:BC.

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题型: 单选题
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单选题

电磁血流计用来监测通过动脉的血流速度.如图,它主要由一对电极a和b以及磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的.使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直.由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中由里向外运动,电极a、b之间会有微小电势差.在达到平衡时,血管内部的电场可看作是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零.在某次监测中,两触点间的距离为d,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为U,磁感应强度的大小为B.则血流速度和电极a、b的正负为(  )

A,a负、b正

B,a正、b负

C,a正、b负

D,a负、b正

正确答案

B

解析

解:A根据左手定则,知正电荷向电极a端偏转,负电荷向电极b端偏转,所以电极a带正电,电极b带负电;

最终电荷在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,有:q=qvB,解得:v=

故选:B.

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