- 霍尔效应及其应用
- 共370题
磁流体发电机的示意图如图所示,横截面为矩形的管道长为l,宽为a,高为b,上下两个侧面为绝缘体,相距为a的两个侧面是电阻可忽略的导体,此两导体侧面与一负载电阻RL相联,整个管道放在一匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向垂直于上下侧面向上.现在电离气体(正、负带电粒子)持续稳定地流经管道,为使问题简化,设横截面上各点流速相同.已知电离气体所受的摩擦阻力与流速成正比;且无论有无磁场存在,都维持管两端电离气体压强差为p,设无磁场存在时电离气体流速为V0,求有磁场存在时此磁流体发电机的电动势大小.已知电离气体的平均电阻率为ρ.
正确答案
解:根据平衡有:pab=kv0
电源内阻:
电源电动势:E=Bav
根据闭合电路欧姆定律得,I=.
BIa+kv=pab
解得E=.
答:有磁场存在时此磁流体发电机的电动势大小E=.
解析
解:根据平衡有:pab=kv0
电源内阻:
电源电动势:E=Bav
根据闭合电路欧姆定律得,I=.
BIa+kv=pab
解得E=.
答:有磁场存在时此磁流体发电机的电动势大小E=.
图是霍尔元件的工作原理示意图,用d表示薄片的厚度,k为霍尔系数,对于一个霍尔元件d、k为定值,如果保持I恒定,则可以验证UH随B的变化情况.以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电子最终在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,evB=得:UH=vBL,则将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时,B增大,则UH将变大.故A正确.
B、C、地球赤道上方的地磁场方向水平,两极上方的磁场方向竖直;在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持竖直,在测量两极磁场强弱时,霍尔元件的工作面应水平.故B错误,C错误.
D、改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,需将磁场进行分解,在垂直于工作面方向上的磁感应强度小于原磁场磁感应强度的大小,则UH将发生变化.故D正确.
故选:AD.
宽为d的金属条放入匀强磁场中,磁场方向与金属条垂直,磁感强度为B,当金属条中通入如图所示的电流时,电荷的定向移动速度为v,则下面说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、D、电流的方向向下,电子定向移动的方向向上,所以电子向右侧面偏转,则右侧面带负电,左侧面失去电子带正电,左侧面的电势较高,即b点电势低于a点电势,故A错误,B正确,D错误;
C、当金属导体中自由电子定向移动时受洛伦兹力作用向右侧面偏转,使得左右两侧面间产生电势差,当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时,前后两侧面间产生恒定的电势差.因而可得:e=qvB
解得:U=Bdv
故C正确;
故选:BC.
如图所示,一块铜块左右两面接入电路中.有电流I自左向右流过铜块,当一磁感应强度为B的匀强磁场垂直前表面穿入铜块,从后表面垂直穿出时,在铜块上、下两面之间产生电势差,若铜块前、后两面间距为d,上、下两面间距为l.铜块单位体积内的自由电子数为n,电子电量为e,求铜板上、下两面之间的电势差U为______,______面的电势更高.
正确答案
下表
解析
解:根据左手定则知,电子向上表面偏转,则上表面带负电,下表面带正电,即金属块上表面的电势比下表面电势低.
根据I=nevS=nevdl,解得:v=,
根据evB=e 得金属块上下表面的电势差为:U=vBh=
.
故答案为:,下表.
(2015秋•淮安校级月考)如图所示为等离子发电机工作原理图,A、B两极板间距离为d,两磁极间磁场视为匀强磁场,设磁感应强度为B,以下判断正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、由左手定则知正电荷运动的方向向里,掌心向左,所以正离子向下偏转,故B板是正极,即下极板带正电,故A错误,B正确;
CD、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,
再根据闭合电路欧姆定律,则有:I==
<
,故C正确,D错误;
故选:BC.
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