- 霍尔效应及其应用
- 共370题
正确答案
解析
解：无磁场时，水银稳定流动时阻力和压力差平衡，有pab=kv1，解得
存在磁场后，将管道置于一匀强磁场中，水银切割磁感线产生的感应电动势为 E=Bav2．
回路中电阻为 R=
由欧姆定律得感应电流为I=
由平衡条件可得 p•ab=BIa+kv2
解得
故答案为：
霍尔元件可以用来检测磁场及其变化．图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图．由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看做匀强磁场．测量原理如乙图所示，直导线通有垂直纸面向里的电流，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路．所用器材已在图中给出，部分电路已经连接好．为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B；
（1）制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件左侧流入，右侧流出，霍尔元件______（填“前表面”或“后表面”）电势高；
（2）在图中画线连接成实验电路图；
（3）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，霍尔元件的厚度为h，为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B，还必须测量的物理量有______（写出具体的物理量名称及其符号），计算式B=______．
正确答案
解：（1）磁场是直线电流产生，根据安培定则，磁场方向向下；电流向右，根据左手定则，安培力向内，载流子是负电荷，故后表面带负电，前表面带正电，故前表面电势较高；
（2）变阻器控制电流，用电压表测量电压，电路图如图所示：
（3）设前后表面的厚度为d，最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有：
q
根据电流微观表达式，有：
I=neSv=ne（dh）v
联立解得：
B=
故还必须测量的物理量有：电压表读数U，电流表读数I；
故答案为：
（1）前表面；
（2）如图所示；
（3）电压表读数U，电流表读数I；
解析
解：（1）磁场是直线电流产生，根据安培定则，磁场方向向下；电流向右，根据左手定则，安培力向内，载流子是负电荷，故后表面带负电，前表面带正电，故前表面电势较高；
（2）变阻器控制电流，用电压表测量电压，电路图如图所示：
（3）设前后表面的厚度为d，最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有：
q
根据电流微观表达式，有：
I=neSv=ne（dh）v
联立解得：
B=
故还必须测量的物理量有：电压表读数U，电流表读数I；
故答案为：
（1）前表面；
（2）如图所示；
（3）电压表读数U，电流表读数I；
A载流子所受静电力的大小F=q
B导体上表面的电势一定大于下表面的电势
C霍尔系数为K=
D载流子所受洛伦兹力的大小F洛=
正确答案
解析
解：A、静电力大小应为：
B、洛伦兹力向上，但载流子的电性是不确定的，故无法判断上表面的电性，故无法比较上下表面的电势高低，故B错误；
C、对于载流子，静电力和洛伦兹力平衡，故：
qvB=q
电流微观表达式为：
I=nqSv
故：U=Bhv=
由于S=hd，故U=
D、载流子所受洛伦兹力的大小F洛=qvB，其中
故选：D．
正确答案
解析
解：A、污水中正离子较多，正负离子向右移动，受到洛伦兹力，根据左手定则，正离子向后表面偏，负离子向前表面偏．所以前表面比后表面电势低．故A正确．
B、由A分析可知，前后面电势的高低与污水中有何种离子有关，与是否为电中性无关，故B错误；
C、根据Q=
D、最终正负离子会受到电场力、洛伦兹力处于平衡，有qE=qvB，即
故选：AD．
正确答案
右
Bav
解析
解：根据左手定则，电荷运动的方向向里，正电荷受到的洛伦兹力的方向向右，负电荷受到的洛伦兹力的方向向左，所以右端的电势高．
当粒子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，两端的电势差得到最大．根据平衡有：
故答案为：右，Bav
扫码查看完整答案与解析