- 霍尔效应及其应用
- 共370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( )
正确答案
解析
解: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.故B正确;
A、C、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=
,n由材料决定,故U与材料有关;U与厚度c成反比,与宽b无关,仅增大C、D间的宽度(B,I不变)时,电势差UCD不变;故A错误,C错误;
D、在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,应将元件的工作面保持竖直,让磁场垂直通过.故D错误.
故选:B.
医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度.电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极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,如图所示.由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动,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做是匀强电场,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,血流方向如图所示,两触点间的距离为3.0mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160μV,磁感应强度的大小为0.040T.则以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:血液中正负离子流动时,根据左手定则,正离子受到向上的洛伦兹力,负离子受到向下的洛伦兹力,所以正离子向上偏,负离子向下偏.则a带正电,b带负电.最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零,有q=qvB,所以v=
=
m/s=1.3m/s.故A、C正确,B、D错误.
故选:AC.
随着社会生产的发展,环境污染也越来越严重.为减少环境污染,技术人员在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( )
正确答案
解析
解:A、B、正负电荷从左向右移动,根据左手定则,正电荷所受的洛伦兹力指向后表面,负电荷所受的洛伦兹力指向前表面,所以后表面电极的电势比前表面电极电势高,故A错误,B正确;
C、D、最终稳定时,电荷受洛伦兹力和电场力平衡,有:
qvB=q
解得:U=Bbv
污水的流量:
Q=vS=vbc=bc=
即:Q=,即污水的流量Q跟电压表的示数U成正比,故C正确,D错误;
故选:BC.
如图是医用回旋加速器示意图,其核心部分是两个D形金属盒,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连.现分别加速氘核(
)和氦核(
).下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据R=知,粒子的最大速度v=
,氘核的比荷与氦核的比荷相等,
则最大速度相等.最大动能Ek=mv2=
,因为两原子核的比荷相等,电荷量不等,则最大动能不等.故A正确、B错误.
C、根据周期T=知,两原子核的比荷相等,则周期相同.故C错误.
D、根据最大动能Ek=mv2=
,知最大动能与电源的频率无关.故D错误.
故选:A.
如图所示,厚度为h,宽度为d的导体板放在与它垂直的磁感应强度为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.达到稳定状态时,
(1)导体上侧面A的电势______下侧面A′的电势(填“高于”、“低于”或“等于”).
(2)当导体上、下两侧之间的电势差为U时,电子所受的静电力的大小为______.(电子的电量为e)
正确答案
低于
解析
解:(1)导体的电子定向移动形成电流,电子的运动方向与电流方向相反,电流方向向右,则电子向左运动.由左手定则判断,电子会偏向A端面,A′板上出现等量的正电荷,电场线向上,所以侧面A的电势低于下侧面A′的电势.
(2)电子所受静电力的大小为:F静=eE=e
故答案为:(1)低于;(2)
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