- 霍尔效应及其应用
- 共370题
如图所示,一块通电的铜板放在磁场中,板面垂直磁场,板内通有如图方向的电流,a、b是铜板左、右边缘的两点,则( )
正确答案
解析
解:A、电流方向竖直向上,则电子从上往下流,根据左手定则,电子向左侧偏转,则左侧聚集较多的电子,右侧失去电子带正电,所以b点的电势高于a点的电势.故A错误,B正确.
C、仅电流增大时,电子的运动速度增加,受到的洛伦兹力增大,
根据qvB=q,知U=Bdv,则电势差增大,即|φa-φb|增大.故C正确.
D、其他条件不变,只将铜板改为中性NaCl水溶液时,根据左手定则知,正负离子都向左偏,不产生霍尔效应,a、b电势相等.故D错误.
故选:BC.
如图是磁流体发电机的示意图,在间距为d的平行金属板A、C间,存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,两金属板通过导线与变阻器R相连,等离子体以速度v平行于两金属板垂直射入磁场.若要增大该发电机的电动势,可采取的方法是等离子体RAC( )
正确答案
解析
解:根据平衡得,qvB=q,解得电动势E=Bdv,所以可以通过增大B、d、v来增大电动势.故A、C、D正确,B错误.
故选ACD.
如图所示,金属板放在垂直于它的匀强磁场中,当金属板中有电流通过时,在金属板的上表面A和下表面A′之间会出现电势差,这种现象称为霍尔效应.若匀强磁场的磁感应强度为B,金属板宽度为h、厚度为d,通有电流I,稳定状态时,上、下表面之间的电势差大小为U.则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、电流向右、磁场向内,根据左手定则,安培力向上;电流是电子的定向移动形成的,故洛伦兹力也向上;故上极板聚集负电荷,下极板带正电荷,故下极板电势较高;故A错误;B错误;
C、D、电子最终达到平衡,有:
evB=e
则:U=vBh
电流的微观表达式:
I=nevS=nevhd
则:v=,代入得:
U=Bh=
∝
只将金属板的厚度d减小为原来的一半,则上、下表面之间的电势差大小变为2U,故C错误;
只将电流I减小为原来的一半,则上、下表面之间的电势差大小变为,故D正确.
故选:D.
(2015秋•浙江期中)中国科学家发现了量子反常霍尔效应,杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果.如图所示,厚度为h,宽度为d的金属导体,当磁场方向与电流方向垂直时,在金属导体上下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则,知自由电子向上偏转,则上表面带负电,下表面带正电,下表面的电势高于上表面.故A错误;
B、根据evB=e,解得U=vBh,根据电流的微观表达式I=neSv,故U=
Bh=
,知仅增大d时,上下表面的电势差减小.故B正确;
C、根据evB=e,解得U=vBh,根据电流的微观表达式I=neSv,故U=
Bh=
,知增大h,上下表面的电势差不变,与h无关,故C错误;
D、根据evB=e,解得U=vBh;根据电流的微观表达式I=neSv,电流越大,电子的速度越大,故上下表面的电势差越大,故D错误;
故选:B.
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,在垂直于上下地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( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则,正离子向后表面偏转,负离子向前表面偏转,所以后表面的电势高于前表面的电势,与离子的多少无关.故A错误,B正确.
C、最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡,有:qvB=q,解得U=vBb,电压表的示数与离子浓度无关.故C错误.
D、v=,则流量Q=vS=
,与U成正比,与a、b无关.故D正确.
故选BD.
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