- 霍尔效应及其应用
- 共370题
如图所示,有一金属块放在垂直于表面C的匀强磁场中,磁感应强度B,金属块的厚度为d,高为h,当有稳恒电流I平行平面C的方向通过时,由于磁场力的作用,金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为(上下两面M、N上的电压分别为UM、UN)( )
正确答案
解析
解:最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,有evB=e.解得v=
电流的微观表达式为I=nevS=nevhd,所以n==
.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
(2015秋•湖北期末)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,接在M、N两端间的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,即N的电势比M高.故AB错误.
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:U=,
即电压表的示数U跟污水的流量Q成正比,与c成反比,与ab无关,故C错误,D正确;
故选:D.
电磁流量计是一种测量单位时间内流过管道横截面的液体的体积(流量)的装置,如图,圆筒形测量管内壁绝缘,其上装有一对电极a和b,a、b之间的距离等于测量管内径D,a、b间的电阻为r,测量管的轴线与a、b的连线方向以及匀强磁场的方向三者相互垂直,磁场磁感应强度大小为B,当导电液体匀速流过测量管时,通过与电极连接的仪表显示出液体的流量,显示仪表的电阻为R.则( )
正确答案
解析
解:A、由图,液体向右通过磁场,根据左手定则判断得知:导电液体中正离子受洛伦兹力指向a,向a极移动,负离子所受的洛伦兹力指向b极,向b极移动,则ab间建立从a到c的电场,则a点的电势高于b点;故A正确;
B、导电液体通过测量管时,相当于导线做切割磁感线的运动,在电极、 间切割感应线的液柱长度为,则产生的感应电动势为 E=BDv;故B正确;
C、由流量的定义,有 Q=Sv= 得E=BD
=
;故C正确;
D、内部视为电源,则仪表相当于用电器,当用电器电阻越大时,内阻的影响越小;则电阻率变化对测量的结果影响较小;故D正确;
故选:ABCD.
某制药厂的污水处理站的管道中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,在前后两个面的内侧固定有金属板作为电极,当含有大量正负离子(其重力不计)的污水充满管口从左向右流经该装置时,利用电压表所显示的两个电极间的电压U,就可测出污水流量Q(单位时间内流出的污水体积).则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则,知正离子向后表面偏转,负离子向前表面偏转,则后表面的电势一定高于前表面的电势.故A正确.
B、最终离子受电场力和洛伦兹力平衡,有:qvB=,则电势差U=vBb,与a、c无关.故B错误.
C、根据qvB=,知v=
,则流量Q=vS=vbc=
知流量越大,两个电极间的电压U越大,与正负离子的数目无关.故C正确,D错误.
故选AC.
一块长方体金属导体的宽度为b、厚度为h、长度为l.如图所示,在金属导体上加与侧面垂直的匀强磁场B,并通以电流I,此时测得导体上下表面的电势差为U,已知自由电子的电荷量为e,用此方法可以测得金属导体单位体积内的自由电子数n为( )
正确答案
解析
解:当导电材料上下表面的电压为U时,电荷所受电场力和洛伦兹力平衡,有,根据电流的微观表达式I=nevhb,解得导电材料单位体积内自由运动的电荷数n=
.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
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