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：单选题

单选题

当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的某两个端面间会产生电势差，这一现象称为霍尔效应，这个电势差也被叫做霍尔电势差．如图所示，在匀强磁场中有一横截面为长方形的铜质导体，边长ab=L1，bc=L2，通有图示方向的恒定电流I，已知电流I与导体单位体积内的自由电子数n、电子电荷量e、导体横截面积S和电子定向移动速度v之间的关系为I=neSv．则下列判断正确的是（　　）

A上下两侧面间有电势差，且下侧面电势较高

B前后两侧面间有电势差，且后侧面电势较高

C霍尔电势差的大小与磁场的强弱无关

D霍尔电势差与ab边长L1无关

正确答案

解析

解：A、根据左手定则知，电子向上侧偏转，则导体上表面电势较低，下侧电势高，故A正确，B错误．

C、自由电子做定向移动，电子受电场力和洛伦兹力平衡，有e=Bev

解得U=BL1v；故CD错误．

故选：A．

题型：填空题

填空题

如图所示，a、b为两平行金属板，间距为l0cm，两板间充满磁感应强度为0.5T的匀强磁场，磁场方向如图所示．开始时，开关S是断开的，等离子体从左向右射入两平行板之间，速度为V0=400m/s，待稳定后两板之间的电压为______S闭合时，流过电阻的电流方向是______（填向上或向下）．

正确答案

20V

向下

解析

解：等离子体进入磁场，正电荷向上偏，负电荷向下偏，最终上板带正电，下板带负电，等离子体受电场力和洛伦兹力处于平衡，有，所以U=v0Bd=400×0.5×0.1V=20V．流过电阻的电流方向为：向下．

故答案为：20V，向下．

题型：简答题

简答题

由于受地球信风带和盛行西风带的影响，海洋中一部分海水做定向流动，称为风海流，风海流中蕴藏着巨大的动力资源．因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随风海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转，便可用来发电．如图为一利用风海流发电的磁流体发电机原理示意图，用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M、N，金属板长为a，宽为b，两板间的距离为d．将管道沿风海流方向固定在风海流中，在金属板之间加一水平匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向由南向北，用导线将M、N外侧连接电阻为R的航标灯（图中未画出）．工作时，海水从东向西流过管道，在两金属板之间形成电势差，可以对航标灯供电．设管道内海水的流速处处相同，且速率恒为v，海水的电阻率为ρ，海水所受摩擦阻力与流速成正比，比例系数为k．

（1）求磁流体发电机电动势E的大小，并判断M、N两板哪个板电势较高；

（2）由于管道内海水中有电流通过，磁场对管道内海水有力的作用，求此力的大小和方向；

（3）求在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能．

正确答案

解：（1）由左手定则正离子向下偏转，故N板是电势高；

两板间电压稳定时满足：qvB=q，所以E=Bdv，则发电机的电动势E=Bdv；

（2）组成的闭合回路中电流为

磁场对管道内海水有力的作用为F=

方向向下

（3）消耗的电能为W1=I2Rt=

克服阻力做功为W2=kv•vt=kv2t

故消耗的机械能为W=

答：（1）磁流体发电机电动势E的大小Bdv，电势N高；

（2）此力的大小为和方向向下；

（3）在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能

解析

解：（1）由左手定则正离子向下偏转，故N板是电势高；

两板间电压稳定时满足：qvB=q，所以E=Bdv，则发电机的电动势E=Bdv；

（2）组成的闭合回路中电流为

磁场对管道内海水有力的作用为F=

方向向下

（3）消耗的电能为W1=I2Rt=

克服阻力做功为W2=kv•vt=kv2t

故消耗的机械能为W=

答：（1）磁流体发电机电动势E的大小Bdv，电势N高；

（2）此力的大小为和方向向下；

（3）在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能

题型：多选题

多选题

为了测量某化肥厂的污水排放量，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，在垂直于上下表面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧面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），下列说法正确的是（　　）

A若污水中负离子较多，则前内侧面比后内侧面电势高

B若污水中正离子较多，则前内侧面比后内侧面电势高

C污水的流速

D污水流量Q只与B、U、c有关

正确答案

C,D

解析

解：A、B、正负离子流动时，根据左手定则，正离子洛伦兹力，向后表面偏转，所以后表面上带正电荷，前表面上带负电荷，前表面电势比后表面低．故A错误，B错误．

C、最终正负离子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有：q=qvB

解得：，故C正确；

D、最终正负离子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有：q=qvB，流量Q=vS=vbc，

所以Q=，污水流量Q只与B、U、c有关，故D正确；

故选：CD．

题型：单选题

单选题

北半球海洋某处，地磁场水平分量B1=0.8×10-4T，竖直分量B2=0.5×10-4T，海水向北流动．海洋工作者测量海水的流速时，将两极板竖直插入此处海水中，保持两极板正对且垂线沿东西方向，两极板相距L=20m，如图所示．与两极板相连的电压表（可看作理想电压表）示数为U=0.2mV，则（　　）

A西侧极板电势高，东侧极板电势低，且海水的流速大小为0.125m/s

B西侧极板电势高，东侧极板电势低，且海水的流速大小为0.2m/s

C西侧极板电势低，东侧极板电势高，且海水的流速大小为0.125m/s

D西侧极板电势低，东侧极板电势高，且海水的流速大小为0.2m/s

正确答案

解析

解：正负离子向北流动，受到洛伦兹力，正离子向西侧极板偏转，负离子向东侧极板偏转，两极板间形成电场，最终最终正负离子受电场力和洛伦兹力处于平衡，

有，

所以v==．

西侧极板带正电，东侧极板带负电，所以西侧极板电势高，东侧极板电势低．

故B正确，A、C、D错误．

故选B．

继续学习棒棒哒，已是最后一个知识点

已完结

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