- 霍尔效应及其应用
- 共370题
电磁流量计如图所示,用非磁性材料做成的圆管道,外加一匀强磁场.当管道中导电液体流过此区域时,测出管壁上a、b两点间的电动势为E,就可知道管中液体的流量Q,即单位时间内流过管道横截面的液体体积(m3/s).已知管道直径为D,磁场的磁感应强度为B,则Q与E间的关系为______.
正确答案
解析
解:最终电荷受到洛伦兹力和电场力平衡,有:qvB=q,解得v=
.
流速Q=vS==
=
.
故答案为:.
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,下列说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、C、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A不正确,B正确,C正确;
D、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,电势差UCD稳定时,电场力和洛伦兹力平衡,有:q=qvB,则U=Bbv,故D正确;
本题选不正确的,故选:A.
如图所示,长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导电极,两极板间距为d,极板面积为S,两个电极与可变电阻R相连,在垂直前后侧面的方向上,有一匀强磁场,磁感应强度大小为B.发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体,气体以速度v向右流动,由于运动的电离气体,受到磁场的作用,将产生大小不变的电动势不计气体流动的阻力( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则,正电荷受到的洛伦兹力方向向上,负电荷受到的洛伦兹力向下,故电流向上经过电源,向下经过电阻,故A错误;
B、根据电阻定律,发电导管的内电阻与其长度成正比,故增大极板间距d,发电导管的内电阻一定增大,故B错误;
C、根据平衡有:qvB=q,解得电源的电动势E=Bdv;若只增大气体速度v,发电导管产生的电动势一定增大;故C正确;
D、电动势一定,内阻也一定,当外电阻R与电源的内电阻r相等时,电源的输出功率最大;由于不知道R与内阻r的具体数值,故无法判断增大电阻R的阻值时,电阻R消耗的电功率变化情况;故D错误;
故选:C.
电磁血流计是用来监测通过动脉的血流速度的仪器.它由一对电极a和b以及磁极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作是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零.则达到平衡时( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则,知正电荷向电极a端偏转,负电荷向电极b端偏转,所以电极a的电势高于电极b的电势.故A正确,B错误.
C、最终电荷在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,有:,U=vdB.电压表的示数与电荷的电荷量无关,与流速成正比.故C正确,D错误.
故选AC.
(2015秋•济宁期末)如图所示是霍尔元件的工作原理示意图,磁场垂直于霍尔元件的工作面向上,通入图示方向的电流I,C、D两侧而间会产生电势差,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据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UCD=
,n由材料决定,故U与材料有关;U还与厚度c成反比,与宽b无关,同时还与磁场B与电流I有关,故A错误、C正确.
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:C.
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