霍尔效应及其应用
共370题

霍尔效应及其应用
共370题

热门试卷

题型：多选题

多选题

利用霍尔效应测量磁感应强度的原理如图所示，元件中通以正x方向的电流I，置于沿z轴方向的磁场中，其前、后表面垂直于z轴，在元件上、下表面之间产生电势差U．若磁感应强度B=B0+kz（B0、k均为常数），由于沿z轴方向位置不同，电势差U 也不同，则（　　）

A若该元件的载流子是电子，则下表面电势高

B如果电流I不变，电势差U越大，该处磁感应强度B越大

C在z轴上某一位置处，电流I越大，元件上、下表面间的电势差U越大

Dk越大，在z轴上两不同位置上测得的电势差U的差值越大

正确答案

B,C,D

解析

解：A、霍尔元件中移动的是自由电子，根据左手定则，电子向下表面偏转，所以上表面电势高．故A错误．

B、最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c，有q=qvB，电流的微观表达式为I=nqvS=nqvbc，所以U=．上、下表面的电势差U越大，则B越大；当电流越大，上、下表面的电势差U越大．故BC正确．

D、k越大，根据磁感应强度B=B0+kz，知B随z的变化越大，根据U=．知，U随z的变化越大，测得的电势差U的差值越大，故D正确；

故选：BCD．

题型：填空题

填空题

一导体材料的样品的体积为a×b×c，A′、C、A、C′为其四个侧面，如图所示．已知导体样品中载流子是自由电子，且单位体积中的自由电子数为n，电阻率为ρ，电子的电荷量为e，沿x方向通有电流I．

（1）导体样品A′、A两个侧面之间的电压是______，导体样品中自由电子定向移动的速率是______．

（2）将该导体样品放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴正方向，则导体侧面C的电势______（填“高于”、“低于”或“等于”）侧面C′的电势．

（3）在（2）中，达到稳定状态时，沿x方向的电流仍为I，若测得C、C′两侧面的电势差为U，则匀强磁场的磁感应强度B的大小为______．

正确答案

高于

解析

解：（1）导体材料的电阻为：R=ρ，则电压：U=IR=；由电流的微观表达式：I=nesv，则电子定向移动的速率：v=

（2）根据左手定则，电子向侧面C′运动，C′有了多余的电子，电势低，所以导体的侧面C的电势高于侧面C′的电势．

（3）电子受到的洛伦兹力与电场力平衡，有：e=evB，得：B=；

故答案为：（1），；（2）高于；（3）．

题型：填空题

填空题

如图所示的磁流量计示意图．在非磁性材料做成的圆管道外加一匀强磁场时，小灯光就会发光．如果导电液体流过磁场区域能使额定电压为U=3.0V的小灯泡正常发光．已知磁感应强度B=0.20T，圆管的直径d=0.10m，导电液体的电阻忽略不计，导电液体充满圆管流过，则管中液体流量的表达式Q=______，其数值为______m/s（保留两位有效数字）．

正确答案

1.2

解析

解：导电液体流过磁场区域时，正负电荷受到洛伦兹力，a、b两个表面积累电荷，形成电场，最终正负电荷在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有

qvB=q，则：v=

则液体流量的表达式Q==vS=•=

将d=0.10m，U=3.0V，B=0.20T，代入解得Q=1.2m3/s

故答案为：；1.2．

题型：单选题

单选题

如图所示是电磁流量计的示意图．圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场．当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点的电动势U，就可以知道管中液体的流量Q--单位时间内流过管道横截面的液体的体积．已知管的直径为d，磁感应强度为B，则关于Q的表达式正确的是（　　）

正确答案

解析

解：最终正负电荷在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有qvB=q，则v=

流量Q=vS=．故B正确，A、C、D错误．

故选B．

题型：单选题

单选题

霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，得到广泛应用．如图为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件中电流I由正电荷定向运动形成，下列说法错误的是（　　）

AM点电势比N点电势高

B用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度

C用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量

D若保持电流I恒定，则霍尔电压UH与B成正比例

正确答案

解析

解：A、根据左手定则知，正电荷向N点偏转，所以N点这一侧得到正电荷，另一端失去正电荷带负电，所以M点的电势低于N点的电势．故A错误．

B、根据qvB=q 得，UH= 由电流的微观定义式：I=nesv，n是单位体积内的正电荷数，e是单个导电粒子所带的电量，s是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度．

整理得：v=，

联立解得UH=，可知用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度，保持电流不变，霍尔电压UH与B成正比．故B、D正确．

C、霍尔元件能够把磁学量转换为电学量．故C正确．

本题选择错误的，故选：A．

继续学习棒棒哒，已是最后一个知识点

已完结

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