霍尔效应及其应用_章节学习

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题型：多选题

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多选题

电磁泵在目前的生产、科技中得到了广泛应用．如图所示，泵体是一个长方体，ab边长为L1，两侧端面是边长为L2的正方形；流经泵体内的液体密度为ρ1、在泵头通入导电剂后液体的电阻率为ρ2，泵体所在处有方向垂直向外的磁场B，把泵体的上下两表面接在电压为U（内阻不计）的电源上，则（　　）

A泵体上表面应接电源负极

B通过泵体的电流I=

C增大磁感应强度可获得更大的抽液高度

D增大液体的电阻率可获得更大的抽液高度

正确答案

B,C

解析

解：A、当泵体上表面接电源的正极时，电流从上向下流过泵体，这时受到的磁场力水平向左，拉动液体；如果泵体上表面接电源负极，电流向上，安培力向右；故A错误；

B、根据电阻定律，泵体内液体的电阻：R=ρ2=ρ2×=；

因此流过泵体的电流I==，故B正确；

C、增大磁感应强度B，受到的磁场力变大，因此可获得更大的抽液高度，故C正确；

D、若增大液体的电阻率，可以使电流减小，受到的磁场力减小，使抽液高度减小，故D错误；

故选：BC．

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题型：简答题

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简答题

测磁感应强度B有多种方法，下面是利用导电液体的附加压强进行测量．如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置：一长方体绝缘容器，内部高为L厚为d，左右两侧等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b，上、下两侧装有电极C（正极）和D（负极）并经开关S与电源连接，容器中注满能导电的液体，液体的密度为ρ，将容器置于一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当开关断开时，竖直管子a、b中的液面高度相同，开关S闭合后，a、b管中液面高度差为h，电路中电流表的示数为I，则磁感应强度B的大小为______，为了提高测量的精度请提出一条改进意见______．

正确答案

解：（1）当开关闭合时，液体中有从c到d方向的电流，根据左手定则可知，液体将受到向左的安培力作用，在液面内部将产生压强，因此b端的液面将比a端的高．

由于安培力作用产生的压强为：

由于高出的液体处于平衡状态，因此有：P=ρgh

所以解得：．

（2）提高测量的灵敏度，就是能够测量很小的磁感应强度，根据所测磁感应强度的表达式，可知减小液体的密度ρ，减小容器的厚度d，增大电流I都可以提高测量的灵敏度．

故答案为：，减小ρ、d或增大I，

解析

解：（1）当开关闭合时，液体中有从c到d方向的电流，根据左手定则可知，液体将受到向左的安培力作用，在液面内部将产生压强，因此b端的液面将比a端的高．

由于安培力作用产生的压强为：

由于高出的液体处于平衡状态，因此有：P=ρgh

所以解得：．

（2）提高测量的灵敏度，就是能够测量很小的磁感应强度，根据所测磁感应强度的表达式，可知减小液体的密度ρ，减小容器的厚度d，增大电流I都可以提高测量的灵敏度．

故答案为：，减小ρ、d或增大I，

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题型：多选题

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多选题

（2011春•安徽校级月考）为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口．在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U．若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是（　　）

A若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高

B若污水中负离子较多，则后表面比前表面电势高

C污水中离子浓度越高电压表的示数将越大

D污水流量Q与U成正比，与a、b有关

正确答案

B,D

解析

解：A、若污水中正离子较多，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错误；

B、若污水中负离子较多，根据左手定则，则负离子向前表面偏，则后表面比前表面电势高在，故B正确．

C、电场力、洛伦兹力处于平衡，有qE=qvB，即=vB．而污水流量Q=，则U=，电压表的示数与磁感应强度、流量Q以及流量计的高有关，与离子浓度无关．故C错误．

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=vB．而污水流量Q=vbc=bc=，可知Q与U成正比，与a、b无关．故D正确．

故选：BD．

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题型：单选题

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单选题

中国科学家发现了量子反常霍尔效应，杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果．如图所示，厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．下列说法正确的是（　　）

A上表面的电势高于下表面电势

B仅增大h时，上下表面的电势差增大

C仅增大d时，上下表面的电势差减小

D仅增大电流I时，上下表面的电势差减小

正确答案

C

解析

解：A、根据左手定则，知自由电子向上偏转，则上表面带负电，下表面带正电，下表面的电势高于上表面．故A错误；

B、根据evB=e，解得U=vBh，根据电流的微观表达式I=neSv，故U=，知增大h，上下表面的电势差不变，与h无关．故B错误；

C、根据evB=e，解得U=vBh，根据电流的微观表达式I=neSv，故U=，知仅增大d时，上下表面的电势差减小，故C正确；

D、根据evB=e，解得U=vBh；根据电流的微观表达式I=neSv，电流越大，电子的速度越大，故上下表面的电势差越大，故D错误；

故选：C．

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题型：单选题

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单选题

如图所示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，如果保持电流I恒定，则可以验证UH随B的变化情况．以下说法中错误的是（　　）

A将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，UH将变大

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

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

C

解析

解：A、电子最终在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有，解得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A正确．

BC、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B正确，C错误．

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．

本题选错误的，故选：C．

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